常见递推数列在高考中的应用

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  摘 要:递推数列是一类广泛而复杂的数列问题,具有逻辑推理性强,求解方法开放灵活,是近几年高考考查的主要内容之一,并且占有一定的分数比例。
  本文就高考中经常出现的一些递推数列问题进行探讨研究。
  关键词:高中数学;数列;递推关系;通项公式
  虽然由数列递推公式求数列的通项式的题目,题型多样,解答方法灵活多变,但我们一般在求解递推数列问题的时候,通常采用一下两种策略:
  1.探索化归:主要是运用转化思想将其化归为等差数列或等比数列这两类基
  本数列的问题。
  2.列式建模:如果所涉及的问题不能转化为特殊数列,一般通过细心观察、
  寻找规律,对递推关系式的拼、拆、凑等的变形,从而构建出新的数列,从
  而使问题得以解决。
  通过整理归纳,常见的几种类型递推式可归纳如下:
  1.形如: = +f(n)
  处理方法:迭加法或迭代法,即取 n =1,2,3,…,n - 1.得 n - 1 个式子:
  = +f(1)
  = +f(2)
  … … …
  = +f(n-2)
  = +f(n-1)
  将以上式子迭加得到: = +f(1)+f(2)+ +f(n-1)
  例1:已知数列{ }中, =1, - =2(n-1),求通项 .
  解:由 - =2(n-1)知,
  - =2
  - =4
  … … …
  - =2n-4
  - =2n-2
  将以上式子迭加得到: = +[2+4+ +(2n-2)]=1+n(n-1)= -n+1
  引申: =p +f(n)型该如何求解?(若p=1,即为类型1的问题),下面研究一下p 1的情况。
  思考:若数列{ }满足 =1, = +2n-1(n ),求通项 .
  解:设 = +An+B,
  则 = -An-B, = -A(n-1)-B,
  所以 -An-B= = [ - A(n-1)-B]+2n-1,
  即 = +( A+2)n+( A+ B-1)
  令 A+2=0, A+ B-1=0,得A=-4,B=6,
  所以{ }是以3为首项, 为公比的等比数列。
  所以 =3 .
  故3 = -4n+6
  =3 +4n-6.
  2.形如: = f(n)
  处理方法:迭乘法或迭代法,即取 n =1,2,3,…,n - 1.得 n - 1 个式
  = f(n-1)= f(n-2) f(n-1)= f(n-3) f(n-2) f(n-1)= = f(1) f(2) f(n-2) f(n-1)
  例2:已知数列{ }中, =1, = ,求通项 .
  解:由 = 知:
  = =( ) =( ) = = = =
  3.形如: = +p
  处理方法:换元法。即等式两边同时除以 ,得到 - =p
  则{ }是以 为首项,p为公差的等差数列。
  例3:已知数列{ }中, =1,3 + =3 ,求通项 .
  解:等式两边同时除以 得:3 +1=3
  即 - =
  所以{ }是以 =1为首项, 为公差的等差数列。
  =1+ (n-1)= n+
  故 =
  4.形如: =p +q(其中p,q为常数,p 1)
  处理方法:换元法(辅助数列法)
  方法一:令 + =p( + ),展开整理,再对比 =p +q知: =
  即 + =p( + )
  所以{ + }是以 + 为首项,p为公比的等比数列。
  方法二:由 =p +q(1)
  =p +q(2)
  (1)-(2)得: - =p( - )
  则{ - }是等比数列,,求出 - ,此時就变为类型1形如: = +f(n)
  的递推公式,再利用迭代法即可求出。
  例4:已知数列{ }中, =1, =3 +2,求通项 .
  解:设 + =3( + ),得设 =3 +2
  又 =3 +2
  =1
  +1=3( +1)
  { +1}是以2为首项,3为公比的等比数列
  +1=2
  =2 -1
  5.形如: =p + (其中p,q为常数,p 0)
  处理方法:换元转化法
  即将上式转化为: = +
  令 = ,则 = + ,以下就转化为类型4的问题了。
  例5:已知数列{ }中, =1, =3 + ,求通项 .
  解:把 =3 + 两边同时除以 ,
  = +
  令 = ,则 = + (下面的做法如同类型4里的例题)
  设 + = ( + ),则 = +
  所以, =1,即 +1= ( +1)
  { +1}是以 +1= +1= 为首项, 为公比的等比数列。
  +1= , = -1
  = [ -1]= -
  6.形如: =p +q (pq 0)
  处理方法:换元转化法
  令 + =k( + ),展开得 =(k- ) +k
  对比 =p +q 知,k- =p,k =q,求出, 的值,
  则{ + }是以k为公比的等比数列,从而可以求出 + 的表达式,下面的问题就转化为以上其他类型的问题了。
  例6:已知数列{ }中, =1, =2, = + ,求通项 .
  解:令 + =k( + ),整理比较得,k=- , =-1.
  所以 - =- ( - ),故{ - }是以 - =1为首项,- 为公比的等比数列。
  所以, - =
  下面就转化为类型1的问题了,
  易得, = +1+(- )+ + + + =1+ .
  思考与练习:
  1.已知数列{ }中, =2, ,求通项 .( = )
  2.已知数列{ }中, =2, ,求通项 .( = )
  3.在数列{ }中, , =2,求通项 .
  解:由 可得出: ,即 ,
  令 = ,则 - = ,(转化为类型1的题目)
  - = , - = , - = , , = ,
  将以上(n-1)个式子相加,得 - = + + + + ,
  = + + + + + =1-
  所以 = .
  通过以上的几种类型的求解,我们可以看出此类问题有广度和创新度,可以提高学生分析问题和解决问题的能力,有利于培养学生的数学思维能力;解决这类题目方法是由已知递推式向特殊数列(比如等差、等比数列)转化,先求出转化后的特殊数列的通项公式,再求出原数列的通项公式。
  参考文献
  [1] 熊卫 递推数列求通项公式 科学教研杂志 2009年11月
  [2] 栗继鹏 由数列递推式求数列通项式的方法归类解析 科学时代 2009年第一期
  [3] 马文渊 如何由数列的递推式求通项公式 学周刊 学术研究 2013年第10期
  [4] 王建莉 关于递推数列的研究 阴山学刊 2015年3月
  (作者单位:安徽省淮南市第三中学)
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