高职高考数列通项公式常见类型及解法

2015-04-09 12:10钟伟明
新课程(下) 2015年10期
关键词:公比关系式通项

钟伟明

(广东省深圳市第二职业技术学校)

数列是中职数学的重要内容,在数学高职高考中具有举足轻重的地位。对于求数列问题,最基本的就是求数列的通项公式,而求数列的通项公式往往是解数列题的突破口和关键点。因此,在解题时,要根据题目所给的条件的不同,灵活采用不同的方法求数列的通项公式,本文根据近年来的高职高考数列通项的题型,总结出以下几种常用的解法。

一、用“公式法”求通项公式

(1)已知数列是等差(或等比)数列求数列通项。此时,只需要求出首项和公差(或公比)即可以直接利用等差(或等比)数列的通项公式求解。

(2)已知数列的前n项和求数列通项。此时,利用an与Sn的关系式求通项公式。在用an与Sn的关系式求数列式进行变换,转化为等差或等比数列问题求解,具体的类型和解法如下:

类型1:已知某项(多为首项)且an+1=an+f(n)的递推关系式;

只要f(n)能进行求和时,则宜采用“累加法”求数列的通项公式。由累加法可求得:an=a1+f(1)+f(2)+f(3)+…f(n-1).

例3.已知数列an{ }满足a1=1,an=an-1+n(n≥2),求数列an{ }的通项公式。

解:∵an-an-1=n(n≥2)

∴a2-a1=2,a3-a2=3,a4-a3=4,…,an-an-1=n.

将以上式子累加得到:an-a1=2+3+4+…+n

∵a1=1

∴an=1+2+3+4+…+n=通项公式时,要注意分n=1 与n≥2 两种情况讨论;即验证若S1满足Sn-Sn-1,则用统一形式表达an,若S1满足Sn-Sn-1则用分段函数的形式表示。

例1.已知数列an{ }的前n项和为Sn,设an是Sn与2 的等差中项,数列bn{ }中b1=1,点P(bn,bn+1)在直线y=x+2 上,求an{},bn{ }的通项公式。

解:当n=1 时∵a1=S1,∴a1=2a1-2 即a1=2

依题意可知Sn+2=2an即Sn=2an-2

当n>1 时an=Sn-Sn-1=(2an-2)-(2an-1-2)=2an-2an-1

类型2:已知某项(多为首项)且an+1=an·f(n)的递推关系式;

只要f(n)能进行求积时,则宜采用“累积法”求数列的通项公式。此时由累积法可求得:a1=a1·f(1)·f(2)·f(3)……f(n-1).

∴an=2an-1,即将以上式子累积得到

所以数列an{ }是以2 为首项,且以2 为公比的等比数列,通项

∵a1=1公式为an=2n;

因为数列bn{ }中b1=1,点P(bn,bn+1)在直线y=x+2 上

所以bn+1=bn+2,即bn+1-bn=2

所以数列bn{ }是以1 为首项,以2 为公差的等差数列,其通项公式为bn=1+2(n-1),即bn=2n-1

二、用“观察法”求通项公式

类型3:已知某项(多为首项)且an+1=pan+q(p,q为常数)的递推关系式;

该类型通常用两种解法:

解法一:用代定系数法转化为我们熟悉的数列进行求解,基本解题思路是,设an+1+t=p(an+t),与已知式相比较可求出,得

已知数列前几项求数列通项公式题型,只需要对所给项观察分析,寻找项与项数之间的规律,写出数列的通项即可。

例2.数列9,99,999,9999,…的通项公式an=_____

解:通过观察发现,9=10-1;99=102-1;999=103-1;9999=104-1

所以该数列的通项公式an=10n-1到}是公比为p的等比数列。

解法二:由an+1=pan+q①an+2=pan+1+q②,再由②-①得an+2-an+1=p(an+1-an),从而得到{an+1-an}是公比为p的等比数列。

三、用数列递推关系式求数列通项公式

对于给定数列递推关系式求通项公式是高职高考的热点之一,一般的出题形式为先给定数列的初始值及数列通项的递推关系式,要求求出数列的通项公式。具体解法是要先对数列递推关系

例5.若数列an{ }满足a1=1 且an+1=3an+2,求数列an{ }的通项公式。

解法一:设an+1+t=3(an+t),移项得到an+1=3(an+t)-t=3an+2t,

∴2t=2,即t=1,此时

从而数列{an+ 1 }是以2 为首项,以3 为公比的等比数列,所以an+1=2·3n-1即an=2·3n-1-1.

解法二:由an+1=3an+2①,an+2=3an+1+1②,再由②-①得an+2-an+1=3(an+1-an),从而得到{an+1-an}是公比为3 的等比数列。

再由累加法得到:

类型5:已知某项(多为首项)且an+1=pan+f(n)(p为常数)的递推关系式;

这种类型的解法宜先采用将an+1=pan+f(n)两边同时除以pn+1,转化成类型1,再用累加法可以求出通项公式,特别是当f(n)是以p为底的指数函数形式时,两边同时除以pn+1,可直转化为等差数列。

例7.已知数列an{}满足a1=1,且an+1=2an+2n(n∈N*)(2009 年广东高考题)

解:(1)将an+1=2an+2n两边同时除以2n+1,得到:

所以数列an{ }通项公式为an=2n-1n.

总之,求数列的通项公式是历年高职高考考查的热点,其考查的目的在于测试学生灵活运用数列知识的能力,和把陌生问题转化为熟悉问题的数学思想方法。虽然对于参加高职高考的学生来说难度较大,但是只要学生的等差、等比两类最基本数列的基础知识过关,对数列求通项的各种题型训练到位,认真分析题意,仔细审题,选取适当的解法,规范解题步骤,那么求数列通项公式的考点将会迎刃而解。

[1]李东月.例析高考递推数列通项公式的常见类型及其求法.数学教学与研究[J],2011(04).

[2]梁桂友.递推数列通项公式的解题技巧与方法[J].数学学习与研究,2014(01).

[3]张树林.关于数列通项公式推导类问题的几点思考[J].科技信息,2013(11).

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