求递推数列通项的特征根法与不动点法
一、形如21(,n n n a pa qa p q ++=+是常数)的数列
形如112221,,(,n n n a m a m a pa qa p q ++===+是常数)的二阶递推数列都可用特征根法求得通项n a ,其特征方程为2x px q =+…①
若①有二异根,αβ,则可令1212(,n n n a c c c c αβ=+是待定常数) 若①有二重根αβ=,则可令1212()(,n n a c nc c c α=+是待定常数) 再利用1122,,a m a m ==可求得12,c c ,进而求得n a .
例1.已知数列{}n a 满足*12212,3,32()n n n a a a a a n N ++===-∈,求数列{}n a 的通项n a . 解:其特征方程为232x x =-,解得121,2x x ==,令1212n n n a c c =⋅+⋅,
由1122122243a c c a c c =+=⎧⎨=+=⎩,得12112
c c =⎧⎪⎨=⎪⎩, 112n n a -∴=+.
例2.已知数列{}n a 满足*12211,2,44()n n n a a a a a n N ++===-∈,求数列{}n a 的通项n a .
解:其特征方程为2441x x =-,解得1212x x ==,令()1212n
n a c nc ⎛⎫=+ ⎪⎝⎭, 由1122121()121(2)24
a c c a c c ⎧=+⨯=⎪⎪⎨⎪=+⨯=⎪⎩,得1246c c =-⎧⎨=⎩, 1322n n n a --∴=. 二、形如2n n n Aa B a Ca D
++=+的数列 对于数列2n n n Aa B a Ca D ++=
+,*1,(,,,a m n N A B C D =∈是常数且0,0C AD BC ≠-≠) 其特征方程为Ax B x Cx D
+=+,变形为2()0Cx D A x B +--=…②
若②有二异根,αβ,则可令
11n n n n a a c a a ααββ
++--=⋅--(其中c 是待定常数),代入12,a a 的值可求得c 值. 这样数列n n a a αβ⎧⎫-⎨⎬-⎩⎭是首项为11a a αβ--,公比为c 的等比数列,于是这样可求得n a . 若②有二重根αβ=,则可令
111n n c a a αα
+=+--(其中c 是待定常数),代入12,a a 的值可求得c 值. 这样数列1n a α⎧⎫⎨⎬-⎩⎭是首项为1n a α-,公差为c 的等差数列,于是这样可求得n a . 此方法又称不动点法.
例3.已知数列{}n a 满足11122,(2)21
n n n a a a n a --+==≥+,求数列{}n a 的通项n a . 解:其特征方程为221x x x +=
+,化简得2220x -=,解得121,1x x ==-,令111111n n n n a a c a a ++--=⋅++ 由12,a =得245a =,可得13
c =-, ∴数列11n n a a ⎧⎫-⎨⎬+⎩⎭是以111113a a -=+为首项,以13-为公比的等比数列,1111133n n n a a --⎛⎫∴=⋅- ⎪+⎝⎭,3(1)3(1)n n
n n n
a --∴=+-.
例4.已知数列{}n a 满足*11212,()46n n n a a a n N a +-==
∈+,求数列{}n a 的通项n a . 解:其特征方程为2146x x x -=+,即24410x x ++=,解得1212x x ==-,令1111122
n n c a a +=+++ 由12,a =得2314
a =,求得1c =, ∴数列112n a ⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪+⎩⎭是以112152
a =+为首项,以1为公差的等差数列,
123(1)11552
n n n a ∴=+-⋅=-+, 135106n n a n -∴=-.。