求数列一般项的五种方法_数列通项公式论文

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求数列的通项公式是高中数学中最为常见的题型之一,它既可考查等价转化与化归的数学思想,又能反映考生对等差与等比数列理解的深度,具有一定的技巧性,因此经常渗透在高考和竞赛中.要正确写出数列通项,其关键是:找出a[,n]与n的对应关系,而其中数列的通项求法比较灵活.下面分别介绍几种常见的数列通项的求法.

一、常规数列的通项

例1 写出下列数列的一个通项公式.

(1)3,5,7,9,….

(2)3,5,9,17,….

(3)(2/3),(4/15),(6/35),(8/63),….

(4)(2/3),1,(10/7),(17/9),….

解 (1)(方法一)注意观察,该数列前四项均为奇数,所以归纳出它的通项公式是a[,n]=2n+1.

(方法二)发现后一项比前一项都多2,前4项依次可写成a[,1]=3,a[,2]=3+2,a[,3]=3+2×2,a[,4]=3+2×3,∴a[,n]=3+2(n-1).

(2)观察发现,前四项依次为2+1,2[2]+1,2[3]+1,2[4]+1,∴a[,n]=2[n]+1.

(3)每一项的分子0均为偶数,分母依次为1×3,3×5,5×7,7×9,…,均是相邻的两奇数之积,

(4)各项依次可写成(2/3),(5/5),(10/7),(17/9),…,分子依次是项数的平方数加1,∴a[,n]=(n[2]+1/2n+1).

小结 认真观察(注意分解式子)所给数据的结构特征,正确写出对应的表达式.

二、摆动数列的通项

例2 写出下列数列的一个通项公式.

(1)1,5,1,5,1,5,….

附图

(3)1,2,2,4,3,8,4,16,….

解 (1)(方法一)∵奇数项均为1,偶数项均为5,

附图

(方法二)∵1与5的平均数为3,∴前四项依次可看成3-2,3+2,3-2,3+2.∴a[,n]=3+(-1)[n]×2.

附图

(3)∵a[,1]=1,a[,3]=2,a[,5]=3,a[,7]=4,…,∴当n为奇数时,a[,n]=(n+1/2).∵a[,2]=2,a[,4]=4,a[,6]=8,a[,8]=16,…,∴当n为偶数时,a[,n]=2[(n/2)].

附图

小结 这类题需要看清奇、偶项的正、负,可用(-1)[n]或(-1)[n+1]等形式表示,或用分段形式表示.

三、循环数列的通项

例3 写出下列数列的一个通项公式.

(1)9,99,999,9999,….

(2)4,44,444,4444,….

(3)0.7,0.77,0.777,0.7777,….

解 (1)通过观察,发现此数列前四项为10-1,10[2]-1,10[3]-1,10[4]-1.∴a[,n]=10[n]-1.

(2)参照第(1)题,前四项可依次写成(4/9)×9,(4/9)×99,(4/9)×999,(4/9)×9999,∴a[,n]=(4/9)(10[n]-1).

(3)前四项依次为(7/10),(77/100),(777/1000),(7777/10000),即为(1/10)×(7/9)×9,(1/10[2])×(7/9)×99,(1/10[3])×(7/9)×999,(1/10[4])×(7/9)×9999,

附图

小结 找出统一的规律,借助10[n]来解决问题.

四、递推数列的通项

例4 已知数列{a[,n]}的第一项是1,以后各项由公式a[,n]=1+(1/2)a[,n-1]给出,写出这个数列的一个通项公式.

解 (方法一)∵a[,1]=1,a[,n]=1+(1/2)a[,n-1],

∴a[,2]=(3/2),a[,3]=(7/5),a[,4]=(15/8),a[,5]=(31/16),…∴a[,n]=(2[n]-1/2[n-1]).

(方法二)∵a[,n]=1+(1/2)a[,n-1],∴2a[,n]=a[,n-1]+2.

令2(a[,n]+t)=a[,n-1]+t,则有t=-2

附图

例5 已知{a[,n]}中,a[,1]=1,a[,n]-a[,n-1]=2n,求a[,n].

解 ∵a[,n]-a[,n-1]=2n,

∴a[,2]-a[,1]=2×2,a[,3]-a[,2]=2×3,a[,4]-a[,3]=2×4,…,a[,n]-a[,n-1]=2n,

将上式全部相加得a[,n]-a[,1]=2(2+3+4+…+n).

附图

例6 已知数列{a[,n]}中,a[,1]=(1/2),a[,n+1]=a[,n]+(1/4n[2]-1),求a[,n].

解 由递推关系可化为

附图

小结 思路一:根据递推关系求出前几项,然后再归纳其通项;思路二:将已知条件转化为等差数列或等比数列后再加以解决.

五、已知前n项和的数列的通项

例7 已知数列{a[,n]}的前n项和为S[,n]=3n[2]-2n,求a[,n].

解 当n=1时,a[,1]=S[,1]=1;

当n≥2时,a[,n]=S[,n]-S[,n-1]=(3n[2]-2n)-[3(n-1)[2]-2(n-1)]=6n-5.(n=1时也适合.)

∴a[,n]=6n-5(n∈N[,+]).

例8 已知数列的前n项和为S[,n],且满足log[,2](1+S[,n])=n+1,求数列的通项公式.

解 ∵log[,2](1+S[,n])=n+1,∴S[,n]=2[n+1]-1.

∴当n=1时,a[,1]=S[,1]=3;

当n≥2时,a[,n]=S[,n]-S[,n-1]=2[n+1]-2[n]=2[n].(n=1时不适合.)

附图

小结 这类题目只需分n=1和n≥2这两步考虑.注意数列中a[,n]与S[,n]之间的互化关系,这也是高考的一个热点.

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