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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.
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
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
故an=n-n2+1.