求数列通项公式的常见类型举例

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  类型一 利用迭加法求数列通项
  例1 已知数列{an}满足
  a1=33,an+1-an=2n,则
  ann的最小值为.
  解析:an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=2[1+2+…(n-1)]+33=33+n2-n,
  所以ann
  =33n+n-1.
  设f (x)=33x+x-1,令
  f ′(x)=
  -33x2+1,则
  f (x)在
  (33,+∞)上是单调递增,在
  (0,33)上是递减的.
  因为n∈N+,所以当n=5或6时 有最小值.
  又因为a55
  =535
  ,a66
  =212,而535
  >212
  ,
  所以ann的最小值为
  a66=212.
  小结:形如an+1-an=f (n)类型
  ①当f (n)为n的函数时(如例1)求通项是采用迭加法.
  ②当f (n)为常数时,即
  an+1-an=d,此时数列{an}为等差数列,
  an=a1+(n-1)d.
  类型二 利用迭乘法求数列通项
  例2 在数列{an}中,
  a1=1,
  (n+1)·an+1=n·an,求an的表达式.
  解:由
  已知得an+1an
  =nn+1.
  ana1=
  a2a1·
  a3
  a2·a4a3·
  …·anan-1
  =12·23
  ·34·…·n-1n=
  1n,
  所以an=1n.
  小结:形如an+1=f (n)·an类型
  ① 当f (n)为n的函数时(如例2)求通项是采用迭乘法.
  ② 当f (n)为常数时,即
  an+1an=q(q≠0),此时数列{an}为等比数列,
  an=a1qn-1.
  类型三 利用an与Sn的关系求数列通项
  若已知数列的前n项和 Sn,求数列{an}的通项an,可用公式
  an=
  S1(n=1),
  Sn-Sn-1(n≥2)
  求解.
  例3
  (2012年江西理16题)已知数列{an}的前n项和
  Sn=-12n2+kn(其中k∈N*),且
  Sn的最大值为8.
  (1)确定常数k,求an;(2)略
  解:因为
  Sn=-12n2+kn=-12
  (n-k)2+12k2,
  所以当n=k∈N*时,Sn取最大值,即
  8=Sk=-12
  k2+k2=12k2,
  故k2=16.又k∈N*,则k=4,
  即Sn=-12n2+4n.
  当n=1时,a1=S1=72 ;
  当n≥2时, an=Sn-Sn-1=
  92-n,
  因为n=1适合n≥2的情况,则
  an=92-n.
  小结:利用an与Sn的关系求数列通项时,注意要先分n=1和
  n≥2两种情况分别进行运算,然后验证能否统一.
  类型四 引入参数构造新数列求数列通项
  1.形如:an+1=kan+d(k≠1,k≠0,d≠0)类型求数列通项
  例4 (根据2014新课标卷二Ⅱ17题改编):已知数
  {an}的递推关系为
  an+1=2an+1
  且a1=1,求通项an.
  解:因为an+1=2an+1
  (an+1+λ)=2(an+λ),所以λ=1.
  所以an+1+1=2(an+1).令bn=an+1,
  则数列{bn}是公比为2的等比数列,
  所以bn=b1qn-1,即
  an+1=(a1+1)qn-1=2n.所以an=2n-1.
  2.形如
  an+1=kan+qn(k≠0且k≠1;q≠0,且q≠1)类型求数列通项
  例5 (2012年广东理19)设数列{an}的前n项和为Sn,满足
  2Sn=an+1-2n+1+1,n∈N*, 且
  a1,a2+5,a3成等差数列.
  (1)求a1的值;(2)求数列{an}的通项公式;(3)略.
  解:(1)在
  2Sn=an+1-2n+1+1中,
  令n=1得:2S1=a2-22+1a2=2a1+3. ①
  令n=2 得:2S2=a3-23+1a3=2(a1+a2)+7. ②
  又因为a1,a2+5,a3成等差数列,则2(a2+5)=a1+a3 ③
  解①②③得,
  a1=1,a2=5,a3=19.
  故a1=1.
  (2)由2Sn=an+1-2n+1+1. ①
  令n-1代替n得:n≥2时,2
  Sn-1=an-2n+1. ②
  ①-②得:n≥2时, an+1=3an+2n对n∈N*成立,   所以an+1+2n+1=3(an+2n).
  令bn=an+2n,故上式化为
  bn+1=3bn(n≥2),
  所以数列{bn}是以b2=a2+22=9为首相,公比为3的等比数列.
  故bn=b2×3n-2=3n(n≥2),
  所以an+2n=3n,所以an=3n-2n(n≥2),
  又a1=1也满足an=3n-2n,
  故an=3n-2n.
  类型五 取倒数法求数列通项
  例6 数列{an}满足
  a1=1,an+1=anan+1,求
  an.
  解:因为an+1=an
  an+1,
  所以1an+1=
  an+1an=
  1an+1.
  设bn=1an,则
  bn+1=bn+1.
  故{bn}是以
  b1=1a1=1为首项,1为公差的等差数列.
  所以bn=1(n-1)=n,所以an=1bn
  =1n.
  小结:数列递推关系形如
  an+1=ranpan+q(p、q、r是不为0的常数)时,一般采用取倒数法求通项公式.
  注:取倒数求通项的题型还有以下变形.
  例7 数列{an}满足
  a1=2,
  an+1·an+3·an+1=an,求an.
  解:
  an+1·an+3·an+1=an等式两边同时除以
  an+1·an得
  1+31an
  =1an+1.令 bn=
  1an
  ,则 1+3·bn=bn+1.
  参考例4,易得bn=3n-1
  -12,
  故an=1bn
  =22×3n-1
  -1.
  例8 (2014年安徽(文)18题改编) 数列
  {an}满足
  a1=1,nan+1=(n+1)an+n(n+1),n∈N*),
  求数列{an}的通项公式.
  解:因为nan+1=(n+1)an+n(n+1),两边同时除以
  n(n+1)变形为
  an+1n+1
  =ann
  +1.
  所以{ann}为等差数列,
  a11=1为首项,1为公差,
  ann
  =n,an=n2.
  类型六 取对数法求数列通项
  例9 数列{an}满足
  an>0,且a1=3,an+1=a2n,求
  an.
  解: 因为an>0,所以an+1=a2n
  两边取以10为底的对数得: lgan+1=2lgan.
  令bn=lgan,则
  bn+1=2bn,
  数列{bn}是以lg3为首项,2为公比的等比数列,
  所以bn=lg3·2n-1.
  故
  an=10bn
  =(10lg3)2n-1
  =32n-1,
  即 an=32n-1.
  小结:数列递推关系形如
  an+1=parn(p、r为常数,且p>0,an>0)时,求通项公式一般采用两边取对数法.
  类型七 解方程法求数列通项
  例10 已知:函数f (x)=log2x-logx2 (0  f (2an)=2n,求an.
  解:由f (2an)=2n可得
  log22an -log2an2=2n,
  an-1an=2n,
  a2n-2nan-1=0.
  由求根公式得,an=n±n2+1 .
  因函数f (x)的定义域为0  所以0<2an<1,所以an<0.
  故an=n-n2+1.
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