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数列在理论上和实践中均有较高的价值,是培养学生观察能力、理解能力、逻辑思维能力的绝好载体,高考对数列知识的考察从未间断过,而且在前几年,很多省市的高考数学卷都把数列题作为压轴题。数列的通项公式是数列的核心内容之一,它如同函数中的解析式一样,有了解析式便可研究性质等;而有了数列的通项公式便可求出数列中的任一项及前 项和等。因此,求数列的通项公式往往是解题的突破口、关键点。本文即通过几个高考实例总结了在高中阶段,求数列的通项公式的常用方法和策略。
、观察法
即归纳推理,就是观察数列特征,找出各项共同的构成规律,横向看各项之间的关系结构,纵向看各项与项数n的内在联系,从而归纳出数列的通向公式,然后利用数学归纳法加以证明即可。
例1.(2014年重庆理科)设 , .
(1)若 ,求 及数列 的通项公式.解:由题意可知: , , .因此猜想 .下面用数学归纳法证明上式.①当n=1时,结论显然成立.②假设当n=k时结论成立,即 ,则 ,即当n=k+1时结论也成立.由(1)、(2)可知,对于一切正整数 ,都有 .点评:采用数学归纳法证明是理科教学内容,较为容易,好掌握。
(2)定义法。直接利用等差数列或等比数列的定义求通项的方法叫定义法,这种方法适应于已知数列类型的题目。
例2.(2015年北京文科)已知等差数列 满足 , .①求 的通项公式;②設等比数列 满足 , ,问: 与数列 的第几项相等?解:①设等差数列 的公差为 . 因为 ,所以 .又因为 ,所以 ,故 . 所以 . ②设等比数列 的公比为,因为 , , 所以 .所以 由 ,得 . 所以 与数列 的第63项相等.点评:当已知数列为等差或等比数列时,可直接利用等差或等比数列的定义求出数列的首项与公差或公比,再写出通项公式。
(3)公式法。若已知数列的前n项和 与 的关系,求数列 的通项 可用公式 求解。
例3.(2015年山东理科)设数列 的前 项和为 ,已知
①求数列 的通项公式。解:(Ⅰ)由 可得:当 时, ,
当 时, ,而 ,所以 点评:利用公式 求解时,要注意对 分类讨论,但若能合写时一定要合并。
(4)累加法。当递推公式为 时,其中 的和比较易求 ,通常解法是把原递推公式转化为 ,利用累加法(逐差相加法)求解。例4.(2015年江苏)数列 满足 ,且 ( ),则数列 的前10项和为 .
解:由题意得: 所以 所以
(5)累乘法。当递推公式为 时,其中 的积比较易求 ,通常解法是把原递推公式转化为 ,利用累乘法(逐商相乘法)求解。
例5.已知数列 满足 ,求 的通项公式。
解:由条件知 ,在上式中分别令 ,得 个等式累乘之,即 ,即 又 ,
总之,求数列通项公式的方法并不满足以上所述,对于同一问题的求解也不仅只有一种方法,只有在平时学习与探究过程中不断地体会与总结,将知识与方法学活,才可以做到游刃有余。
、观察法
即归纳推理,就是观察数列特征,找出各项共同的构成规律,横向看各项之间的关系结构,纵向看各项与项数n的内在联系,从而归纳出数列的通向公式,然后利用数学归纳法加以证明即可。
例1.(2014年重庆理科)设 , .
(1)若 ,求 及数列 的通项公式.解:由题意可知: , , .因此猜想 .下面用数学归纳法证明上式.①当n=1时,结论显然成立.②假设当n=k时结论成立,即 ,则 ,即当n=k+1时结论也成立.由(1)、(2)可知,对于一切正整数 ,都有 .点评:采用数学归纳法证明是理科教学内容,较为容易,好掌握。
(2)定义法。直接利用等差数列或等比数列的定义求通项的方法叫定义法,这种方法适应于已知数列类型的题目。
例2.(2015年北京文科)已知等差数列 满足 , .①求 的通项公式;②設等比数列 满足 , ,问: 与数列 的第几项相等?解:①设等差数列 的公差为 . 因为 ,所以 .又因为 ,所以 ,故 . 所以 . ②设等比数列 的公比为,因为 , , 所以 .所以 由 ,得 . 所以 与数列 的第63项相等.点评:当已知数列为等差或等比数列时,可直接利用等差或等比数列的定义求出数列的首项与公差或公比,再写出通项公式。
(3)公式法。若已知数列的前n项和 与 的关系,求数列 的通项 可用公式 求解。
例3.(2015年山东理科)设数列 的前 项和为 ,已知
①求数列 的通项公式。解:(Ⅰ)由 可得:当 时, ,
当 时, ,而 ,所以 点评:利用公式 求解时,要注意对 分类讨论,但若能合写时一定要合并。
(4)累加法。当递推公式为 时,其中 的和比较易求 ,通常解法是把原递推公式转化为 ,利用累加法(逐差相加法)求解。例4.(2015年江苏)数列 满足 ,且 ( ),则数列 的前10项和为 .
解:由题意得: 所以 所以
(5)累乘法。当递推公式为 时,其中 的积比较易求 ,通常解法是把原递推公式转化为 ,利用累乘法(逐商相乘法)求解。
例5.已知数列 满足 ,求 的通项公式。
解:由条件知 ,在上式中分别令 ,得 个等式累乘之,即 ,即 又 ,
总之,求数列通项公式的方法并不满足以上所述,对于同一问题的求解也不仅只有一种方法,只有在平时学习与探究过程中不断地体会与总结,将知识与方法学活,才可以做到游刃有余。