高考数列常考题型归纳总结
类型1 an?1?an?f(n)
解法:把原递推公式转化为an?1?an?f(n),利用累加法(逐差相加法)求解。 例:已知数列?an?满足a1?解:由条件知:an?1?an?
12
,an?1?an?1
?
1
1n?n
2
,求an。 ?
1n?1
n?n
2
n(n?1)
?
1n
分别令n?1,2,3,??????,(n?1),代入上式得(n?1)个等式累加之,即
(a2?a1)?(a3?a2)?(a4?a3)????????(an?an?1) ?(1?
12)?(
12?13)?(1n
13?14
)????????(
1n?1
?1n)
所以an?a1?1?
?a1?
12
12?1?
1n?32?1n
,?an?
类型2 an?1?f(n)an 解法:把原递推公式转化为
23
an?1an
?f(n),利用累乘法(逐商相乘法)求解。
nn?1
例:已知数列?an?满足a1?解:由条件知之,即
a2a1
?a3a2
?a4a323
,an?1?an,求an。
an?1an
?
nn?1
,分别令n?1,2,3,??????,(n?1),代入上式得(n?1)个等式累乘
????????
anan?123n
?
12
?
23
?
34
????????
n?1n
?
ana1
?
1n
又?a1?
,?an?
例:已知a1?3,an?1?解:an?
3(n?1)?13(n?1)?2
3n?43n?1
3n?13n?2
an (n?1),求an。
?
3(n?2)?13(n?2)?2
7??4
?????
3?2?13?2?2
6
?
3?13?2
a1
??
3n?3n?
52
??3?85
n?3。1
变式:(2004,全国I,理15.)已知数列{an},满足a1=1,an?a1?2a2?3a3?????(n?1)an?1
(n≥2),则{an}的通项an??
?1?___
n?1
n?2
解:由已知,得an?1?a1?2a2?3a3?????(n?1)an?1?nan,用此式减去已知式,得 当n?2时,an?1?an?nan,即an?1?(n?1)an,又a2?a1?1,
?a1?1,
a2a1
?1,
a3a2
?3,
a4a3
?4,???,
anan?1
?n,将以上n个式子相乘,得an?
n!2
(n?2)
类型3 an?1?pan?q(其中p,q均为常数,(pq(p?1)?0))。 解法(待定系数法):把原递推公式转化为:an?1?t?p(an?t),其中t?换元法转化为等比数列求解。
例:已知数列?an?中,a1?1,an?1?2an?3,求an.
解:设递推公式an?1?2an?3可以转化为an?1?t?2(an?t)即an?1?2an?t?t??3.故递推公式为an?1?3?2(an?3),令bn?an?3,则b1?a1?3?4,且
bn?1bn
?an?1?3an?3
?2.
q1?p
,再利用
n?1n?1
?2所以?bn?是以b1?4为首项,2为公比的等比数列,则bn?4?2,所以
an?2
n?1
?3.
变式:(2006,重庆,文,14)
在数列?an?中,若a1?1,an?1?2an?3(n?1),则该数列的通项an?_______________
(key:an?2n?1?3)
变式:(2006. 福建.理22.本小题满分14分) 已知数列?an?满足a1?1,an?1?2an?1(n?N*). (I)求数列?an?的通项公式;
(II)若数列{bn}滿足4b?14b12?1?4bn?1?(an?1)n(n?N),证明:数列{bn}是等差数列; b*(Ⅲ)证明:n1
2?1
3?a
a?a2?n?N*).
2a?...?an3an?12(n
(I)解:?an?1?2an?1(n?N*),
?an?1?1?2(an?1),
??an?1?是以a1?1?2为首项,2为公比的等比数列
?an
n?1?2.
即 an*
n?2?1(n?N).
(II)证法一:?4k1?14k2?1...4kn?1?(an?1)kn. ?4(k1?k2?...?kn)?n?2nkn.
?2[(b1?b2?...?bn)?n]?nbn, 2[(b1?b2?...?bn?bn?1)?(n?1)]?(n?1)bn?1. ②-①,得2(bn?1?1)?(n?1)bn?1?nbn, 即(n?1)bn?1?nbn?2?0,
nbn?2?(n?1)bn?1?2?0.
③-④,得 nbn?2?2nbn?1?nbn?0, 即 bn?2?2bn?1?bn?0,
?bn?2?bn?1?bn?1?bn(n?N*),
??bn?是等差数列
① ②
证法二:同证法一,得 (n?1)bn?1?nbn?2?0 令n?1,得b1?2.
设b2?2?d(d?R),下面用数学归纳法证明 bn?2?(n?1)d. (1)当n?1,2时,等式成立
(2)假设当n?k(k?2)时,bk?2?(k?1)d,那么
bk?1?
kk?1
bk?
2
?
k
[2?(k?1)d]?
2k?1
k?1k?1
这就是说,当n?k?1
?2?[(k?1)?1]d.
根据(1)和(2),可知bn?2?(n?1)d对任何n?N*
?bn?1?bn?d,??bn?
(III)证明:?
akak?1
?
2?12
k?1
k
?1
?
2?12(2?
k
k
12
?)
12
,k?1,2,...,n,
?
a1a2ak
?
a2a3?
?...?
anan?1?12
?
n2
.
?
2?12
k?1
k
ak?1
?1
?
12(2
k?1
?1)
?
12
?
13.2?2?2
k
k
?
12
?
11
.k,k?1,2,...,n, 32
?
a1a2n2
?
a2a3
?...?
anan?1
?
n2
?
1111n11n1(?2?...?n)??(1?n)??, 322223223
n2
??
13
?
a1a2
?
a2a3
?...?
anan?1
?(n?N).
*
变式:递推式:an?1?pan?f?n?。解法:只需构造数列?bn?,消去f?n?带来的差异.
n
类型4 an?1?pan?q(其中p,q均为常数,(pq(p?1)(q?1)?0))。 (或
an?1?pan?rq,其中p,q, r均为常数) 。
n
解法:一般地,要先在原递推公式两边同除以qn?1,得:
an?1q
n?1
?
pq
?
anq
n
?
1q
引入辅助数列
?bn?(其中bn
?
anq
n
),得:bn?1?
pq
bn?
1q
再待定系数法解决。
例:已知数列?an?中,a1?解:在an?1?
1
56
,an?1?
1
1n?1
an?(),求an。 32
1n?12nn?1
an?()两边乘以2n?1得:2?an?1?(2?an)?1 323
22
令bn?2n?an,则bn?1?bn?1,解之得:bn?3?2()n
33
所以an?
bn2
n1n1n
?3()?2()
23
变式:(2006,全国I,理22,本小题满分12分) 设数列?an?的前n项的和Sn?
43an?
13?2
n?1
?
23
,n?1,2,3,???
(Ⅰ)求首项a1与通项an;(Ⅱ)设Tn?
2
n
n
Sn23
,n?1,2,3,???,证明:?Ti?
i?1
32
解:(I)当n?1时,a1?S1?当
n?2
43
a1?
43
?43
?a1?2;
13
n?1
时
n
,
an?Sn?Sn?1?
n
an?
?2?
23
?(
43
an?1?
13
?2?
n
23
)
,即
an?4an?1?2,利用an?1?pan?q(其中p,q均为常数,(pq(p?1)(q?1)?0))。
nnn
(或an?1?pan?rq,其中p,q, r均为常数)的方法,解之得:an?4?2
4121nnnnn+1n+1n+1
(Ⅱ)将an?4?2代入①得 Sn= ×(4-2)-2 + = ×(2-1)(2-2)
33332
= (2n+1-1)(2n-1)
3
2n32n311 Tn= = = (- Sn2 (2-1)(2-1)22-12-1
3n113113所以, ?Ti= ?(- = ( - ) < 2i?12-12-122-12-12i?1
n
类型5 递推公式为an?2?pan?1?qan(其中p,q均为常数)。 解法一(待定系数法):先把原递推公式转化为an?2?san?1?t(an?1?san)
?s?t?p其中s,t满足?
st??q?
解法二(特征根法):对于由递推公式an?2?pan?1?qan,a1??,a2??给出的数列?an?,方程x2?px?q?0,叫做数列?an?的特征方程。若x1,x2是特征方程的两个根,当x1?x2
n?1
时,数列?an?的通项为an?Ax1n?1?Bx2,其中A,B由a1??,a2??决定(即把
代入an?Ax1a1,a2,x1,x2和n?1,2,
n?1
?Bx2
n?1
,得到关于A、B的方程组);当x1?x2时,
n?1
数列?an?的通项为an?(A?Bn)x1,其中A,B由a1??,a2??决定(即把a1,a2,x1,x2
n?1
和n?1,2,代入an?(A?Bn)x1,得到关于A、B的方程组)。
解法一(待定系数——迭加法):
数列?an?:3an?2?5an?1?2an?0(n?0,n?N), a1?a,a2?b,求数列?an?的通项公式。
由3an?2?5an?1?2an?0,得
an?2?an?1?
23
(an?1?an),
且a2?a1?b?a。
则数列?an?1?an?是以b?a为首项,
23
为公比的等比数列,于是
2n?1
an?1?an?(b?a)()。把n?1,2,3,???,n代入,得
3
a2?a1?b?a,
2
a3?a2?(b?a)?(),
322
a4?a3?(b?a)?(),
3
???
2n?2
an?an?1?(b?a)()。
3
把以上各式相加,得
2n?1
1?()
222n?23
(b?a)。 an?a1?(b?a)[1??()?????()]?
2333
1?
3
2n?12n?1
?an?[3?3()](b?a)?a?3(a?b)()?3b?2a。
33
解法二(特征根法):数列?an?:3an?2?5an?1?2an?0(n?0,n?N), a1?a,a2?b的特征方程是:3x2?5x?2?0。
?x1?1,x2?
23
,
n?1
?an?Ax1
n?1
?Bx2
2n?1
?A?B?()。
3
又由a1?a,a2?b,于是
?a?A?B
?A?3b?2a?
?2??
B?3(a?b)??b?A?B
3?
故an?3b?2a?3(a?b)()
3
2
n?1
23an?1?
13
an,求an。
例:已知数列?an?中,a1?1,a2?2,an?2?解:由an?2?
23an?1?
13
an可转化为an?2?san?1?t(an?1?san)
即an?2?(s?t)an?1?stan
2?
1s?t??s?1?????s??3
????3 1或?
1t????t?1?st??
3???3?
1?s?1?
??s??
这里不妨选用?,则3,大家可以试一试)1(当然也可选用?
t????t?1
3??an?2?an?1??
13
(an?1?an)??an?1?an?是以首项为a2?a1?1,公比为?1
n?1
13
的等比数列,
所以an?1?an?(?)
3
,应用类型1的方法,分别令n?1,2,3,??????,(n?1),代入上式得
1n?1
1?(?)
3? 11?
3
10111n?2
(n?1)个等式累加之,即an?a1?(?)?(?)????????(?)
333
又?a1?1,所以an?74?3
4(?1
3)n?1。
变式:(2006,福建,文,22,本小题满分14分) 已知数列?an?满足a1?1,a2?3,an?2?3an?1?2an(n?N*). (I)证明:数列?an?1?an?是等比数列;
(II)求数列?an?的通项公式;
(III)若数列?bn?满足4b1?14b2?1...4bn?1?(an?1)n(n?N),证明?bn?是等差数列 b*(I)证明:?an?2?3an?1?2an,
?an?2?an?1?2(an?1?an),
?a1?1,a2?3,
?an?2?an?1
an?1?an?2(n?N).*
??an?1?an?是以a2?a1?2为首项,2为公比的等比数列
n*(II)解:由(I)得an?1?an?2(n?N),
?an?(an?an?1)?(an?1?an?2)?...?(a2?a1)?a1 ?2n?1
n?2n?2?...?2?1*?2?1(n?N).
(III)证明:?4
?4(b1?b2?...?bn)b1?14b2?1...4bn?1?(an?1)n, b?2nbn,
?2[(b1?b2?...?bn)?n]?nbn, ①
2[(b1?b2?...?bn?bn?1)?(n?1)]?(n?1)bn?1. ② ②-①,得2(bn?1?1)?(n?1)bn?1?nbn, 即(n?1)bn?1?nbn?2?0. ③
nbn?2?(n?1)bn?1?2?0. ④
④-③,得nbn?2?2nbn?1?nbn?0,
即bn?2?2bn?1?bn?0,
?bn?2?bn?1?bn?1?bn(n?N),
*
??bn?是等差数列
类型6 递推公式为Sn与an的关系式。(或Sn?f(an)) 解
法
:
这
种
类
型
一
般
利
用
?S1????????????????(n?1)an??
?Sn?Sn?1???????(n?2)
与
an?Sn?Sn?1?f(an)?f(an?1)消去Sn (n?2)或与Sn?f(Sn?Sn?1)(n?2)消去an
进行求解。
例:已知数列?an?前n项和Sn?4?an?
12
n?2
.
(1)求an?1与an的关系;(2)求通项公式an. 解:(1)由Sn?4?an?
12
n?2
得:Sn?1?4?an?1?
12
n?2
12
n?1
于是Sn?1?Sn?(an?an?1)?(所以an?1?an?an?1?
12
n?1
?
1212
n?1
) 12
n
?an?1?an?
.
n
(2)应用类型4(an?1?pan?q(其中p,q均为常数,(pq(p?1)(q?1)?0)))的方
法,上式两边同乘以2n?1得:2由a1?S1?4?a1?
12
1?2
n?1
an?1?2an?2
n
n
?a1?1.于是数列?2an?是以2为首项,2为公差的等差数列,
n2
n?1
n
所以2an?2?2(n?1)?2n?an?
变式:(2006,陕西,理本小题满分12分)
已知正项数列{an},其前n项和Sn满足10Sn=an2+5an+6且a1,a3,a15成等比数列,求数列{an}的通项an
解: ∵10Sn=an2+5an+6, ① ∴10a1=a12+5a1+6,解之得a1=2或a1
又10Sn-1=an-1+5an-1+6(n≥2),②
22
由①-②得 10an=(an-an-1)+6(an-an-1),即(an+an-1)(an-an-1-5)=0 ∵an+an-1>0 , ∴an-an-1=5 (n≥2)
当a1=3时,a3=13,a15 a1, a3,a15不成等比数列∴a1≠3;
2
当a1=2时, a3=12, a15=72, 有 a32=a1a15 , ∴a1=2, ∴an=5n-
变式: (2005,江西,文,22.本小题满分14分)
已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn-Sn-2=3(?的通项公式.
解:?Sn?Sn?2?an?an?1,
?an?an?1?3?(?(?1)an?an?1(?1)
n
12
)
n?1
(n?3),且S1?1,S2??
32
,求数列{an}
12
)
n?1
(n?3),两边同乘以(?1),可得
n
n
n?1
?3?(?1)(?
12
)
n?1
1n?1
??3?()
2
令bn?(?1)nan
1n?1
?bn?bn?1??3?()(n?3)
21n?2
bn?1?bn?2??3?()2
…… ……
12
b3?b2??3?()
2
1
1n?11n?212
?()?????()]?b2?3??bn?b2?3?[()222
3
1n?1
?3?()(n?3) 22
32?1??52
52
?
1
1n?2
?()
11?
2
?b2?
又?a1?S1?1,a2?S2?S1??
1
2
,
?b1?(?1)a1??1,b2?(?1)a2???bn??
52?3
1n?11n?1
?3?()??4?3?()(n?1)。 222
1n?1nnn
?an?(?1)bn??4(?1)?3?(?1)?()
2
1n?1?
4?3?(),n为奇数,??2
??
1??4?3?()n?1,n为偶数.
?2?
类型7 an?1?pan?an?b(p?1、0,a?0)
解法:这种类型一般利用待定系数法构造等比数列,即令
an?1?x(n?1)?y?p(an?xn?y),与已知递推式比较,解出x,y,从而转化为
?an
?xn?y?是公比为p的等比数列。
例:设数列?an?:a1?4,an?3an?1?2n?1,(n?2),求an.
解:设bn?an?An?B,则an?bn?An?B,将an,an?1代入递推式,得
bn?An?B?3?bn?1?A(n?1)?B??2n?1?3bn?1?(3A?2)n?(3B?3A?1)
??A?1?A?3A?2
????
B?1???B?3B?3A?1
n?1
n
?取bn?an?n?1…(1)则bn?3bn?1,又b1?6,故bn?6?3
n
代入(1)得an?2?3?n?1
?2?3
2
说明:(1)若f(n)为n的二次式,则可设bn?an?An?Bn?C;(2)
本题也可由an?3an?1?2n?1 ,an?1?3an?2?2(n?1)?1(n?3)两式相减得an?an?1?3(an?1?an?2)?2转化为bn?2?pbn?1?qbn求之.
变式:(2006,山东,文,22,本小题满分14分) 已知数列{an}中,a1?
12
、点(n、2an?1?an)在直线y=x上,其中n=1,2,3
(Ⅰ)令bn?an?1?an?3,求证数列(Ⅱ)求数列?an?的通项; (Ⅲ)设Sn、Tn分别为数列
?bn?是等比数列;
?an?、?bn?的前n项和,是否存在实数?,使得数列??
Sn??Tn?
?n??
为等差数列?若存在,试求出? 若不存在,则说明理由
解:(I)由已知得 a1?
?a2?
34
,a2?a1?1?
34
12?
,2an?1?an?n, 12?1??
34,
又bn?an?1?an?1,
bn?1?an?2?an?1?1,
an?1?(n?1)
?bn?1bn
?
an?1?an?1an?2?an?1?1
34
?
12
an?1?an?1
?
an?n
?
an?1?an?1an?1
1?.
?an?12
?{bn}是以?
为首项,以
3
为公比的等比数列
(II)由(I)知,bn??
?an?1?an?1???a2?a1?1??a3?a2?1??
3232?32?1232
2
1n?131?()???n, 4222,
?12
12
n
, ,
??????
?an?an?1?1??
?
12
n?1
,
将以上各式相加得:
?an?a1?(n?1)??
3111
(?2?????n?1), 2222
1
?an?a1?n?1?
32?(1?1?
11
n?1
)?
12
?(n?1)?
32
(1?
12
)?n?1
32
n
?n?2.
2
?an?
32
n
?n?2.
(III)解法一: 存在??2,使数列{
Sn??Tn
n
12
1
是等差数列
?Sn?a1?a2?????an?3(
?
12
2
?????
12
n
)?(1?2?????n)?2n
1?3?(1?1?
112
n
)?
n(n?1)2
?2n
?3(1?
12
n
)?
n?3n2
2
??
32
n
?
n?3n2
2
?3.
?
Tn?b1?b2?????bn?
3(1?12
1n
)??
32
(1?
12
)??n
32
?
32
n?1
.
1?
数列{
Sn??Tn
n
是等差数列的充要条件是
Sn??Tn
n
?An?B,(A、B是常数)
即Sn??Tn?An2?Bn,
32
n
又Sn??Tn??n?3n2
2
?
n?3n212
n
2
?3??(?
32
?
32
n?1
)
??3(1?
?2
)(1?)
Sn??Tn
n
?当且仅当1?
?
2
?0,即??2时,数列{为等差数列
解法二:
存在??2,使数列{
Sn??Tn
n
是等差数列
由(I)、(II)知,an?2bn?n?2
?Sn?2T?
n(n?1)2
?2n
n(n?1)
Sn??Tn
nn?3
2
?
Tn
?2n?2Tn??Tn
n
??
??2
n
?
3(1?12
1n
)??
又Tn?b1?b2?????bn?
Sn??Tn
n
n?32
32
(1?
12
)??n
32
?
32
n?1
1?
?
?
??2
n
(?
32
?
32n
n?1
)
是等差数列
?当且仅当??2时,数列{
Sn??Tn
类型9 an?1?
f(n)ang(n)an?h(n)
解法:这种类型一般是等式两边取倒数后换元转化为an?1?pan?q。 例:已知数列{an}满足:an?
1an
3?an?1?1an?1
an?13?an?1?1
1an?1
,a1?1,求数列{an}的通项公式。
解:取倒数:??3?
?1?111???是等差数列, ??(n?1)?3?1?(n?1)?3?an?
3n?2ana1
?an?
变式:(2006,江西,理,22,本大题满分14分) 已知数列{an}满足:a1=
32
,且an=
n?2,n?N)
2an-1+n-1
3nan-1
?
(1) 求数列{an}的通项公式;
(2) 证明:对于一切正整数n,不等式a1?a2?……an?2?n! 解:(1)将条件变为:1-为 1-
1a1
nan
=1-
3
1n-1an-1
,因此{1-)
nan
}为一个等比数列,其首项
=
13
,公比
13
,从而1-
nan
=
13
n
,据此得an=
n!
n?3
n
n
3-1
(n?1)…………1?
(2)证:据1?得,a1?a2?…an=
(1-)?(1-2)…(1-n)
333
111
为证a1?a2?……an?2?n!
(1-)?(1-只要证n?N?时有
31
13
)…(1-2
13
n
)?
12
…………2?
显然,左端每个因式都是正数,先证明,对每个n?N?,有
111111
(1-)?(1-2)…(1-n)?1-(+2+…+n)…………3?
333333
用数学归纳法证明3?式: (i) (ii)
13
n=1时,3?式显然成立, 设n=k时,3?式成立,
13
)…(1-2
111
)++…+?1-() k2k33331
(1-)?(1-即
则当n=k+1时,
11111111
(1-)?(1-2)?…(1-k?(1-k+1)?〔1-(+2+…+k)〕?(1-k+1)
33333333
=1-(+
3
1131
22
+…+
131
kk
)-+
13
13
k+1
+
13
k+1
(+
3
113
2
+…+
13
k
)
?1-(+
3
1
3
+…+
?
3
k+1
)即当n=k+1时,3?
故对一切n?N,3?式都成立
利用3?得,
11n1-()〕
111111?1-(+2+…+n)=1- (1-)?(1-2)…(1-n)
1333333
1-
3
11n111n1=1-1-()〕=+)?
232232故2?式成立,从而结论成立
类型10 an?1?
pan?qran?h
解法:如果数列{an}满足下列条件:已知a1的值且对于n?N,都有an?1?中p、q、r、h均为常数,且ph?qr,r?0,a1??
hr
pan?qran?h
(其
),那么,可作特征方程x?
px?qrx?h
,
?1?
当特征方程有且仅有一根x0时,则?x2?是等差数列;当特征方程有两个相异的根x1、
a?x0??n?a?x1?
时,则?n?是等比数列。
?an?x2?
例:已知数列{an}满足性质:对于n?N,an?1?
x?42x?3
an?42an?3
2
,且a1?3,求{an}的通项公式.
解: 数列{an}的特征方程为x?,变形得2x?2x?4?0,其根为?1?1,?2??2.
故特征方程有两个相异的根,使用定理2的第(2)部分,则有
cn?
a1??1a1??2
25(?
?(
15
p??1rp??2r
)
n?1
?
3?13?2
?(
1?1?21?2?2
)
n?1
,n?N.
∴cn?
)
n?1
,n?N.
∴an?
?2cn??1
cn?1
?2??
25
25(?
(?15)
15
)
n?1
?1
,n?N.
n?1
?1
即an?(?5)?42?(?5)nn,n?N.
例:已知数列{an}满足:对于n?N,都有an?1?13an?25an?3.
(1)若a1?5,求an;(2)若a1?3,求an;(3)若a1?6,求an;
(4)当a1取哪些值时,无穷数列{an}不存在? 解:作特征方程x?13x?25
x?3.变形得x?10x?25?0, 2
特征方程有两个相同的特征根??5.依定理2的第(1)部分解答.
(1)∵a1?5,?a1??.?对于n?N,都有an???5;
(2)∵a1?3,?a1??. ∴bn?1a1??
1
3?5
1
2??(n?1)rp?r?1 ??(n?1)?n?1
8, 13?1?5 ??
令bn?0,得n?5.故数列{an}从第5项开始都不存在,
当n≤4,n?N时,an?1bn???5n?17n?5.
(3)∵a1?6,??5,∴a1??. ∴bn?1a1???(n?1)rp??r?1?n?18,n?N.
令bn?0,则n??7?n.∴对于n?N,bn?0. ∴an?1bn???1?1n?1
8?5?5n?43n?7,n?N.
(4)、显然当a1??3时,数列从第2项开始便不存在.由本题的第(1)小题的解答过程知,
a1?5时,数列{an}是存在的,当a1???5时,则有
bn?
1a1??
?(n?1)
rp??r
?
1a1?5
?
n?18
,n?N.令bn?0,则得a1?
5n?13n?1
,n?N
且n≥2. ∴当a1?
5n?13n?1
(其中n?N且N≥2)时,数列{an}从第n项开始便不存在.
5n?13n?1
:n?N,且n≥2}上取值时,无穷数列{an}都不存
于是知:当a1在集合{?3或在.
变式:(2005,重庆,文,22,本小题满分12分)
数列{an}满足a1?1且8an?1an?16an?1?2an?5?0(n?1).记bn?(Ⅰ)求b1、b2、b3、b4的值;
(Ⅱ)求数列{bn}的通项公式及数列{anbn}的前n项和Sn.
解法一:由已知,得an?1?
2an?516?8an
1an?
12
(n?1).
,其特征方程为x?
2x?516?8x
解之得,x1?
12
或x2?
54
?an?1
)
5??,an?1??
216?8an416?8an
1
6(an?
1
)
12(an?
5
an?1?
?
1?1?524
n?1n
an?an?
1, ?
54
an?an?
1?54
a1?a1?
1
?(1)n?1??4
n
5224
an?1?
2
?an?
?5
2?4
解法二:
(I)a1?1,故b1?
7834
178
a3?
,故b3?
34
a4?
1320,故b4?
11?
12
83
?2;
a2?,故b2?
?1?203
1212.
?;
?4;
(II)因(b1?
(b2?
4)
2
43
)(b3?
43
)?
23
?
8
42
?(), 33
424442
?(),(b1?)(b3?)?(b2?) 33333
42
故猜想{bn?是首项为,公比q?2的等比数列.
33
因an?2,(否则将an?2代入递推公式会导致矛盾) 故an?1?因bn?1?
5?2a16?8an43?
1an?1?2an?
12
q?2的等比数列.
13?2
n
(n?1).
?43?
16?8an6an?3
?43?
20?16an6an?343
43,
12?
2(bn?
43
)?
83
?
20?16an6an?3
?bn?1?,b1?
?0,
故|bn?
因b1?
43
43
?
|确是公比为
23
43
,故bn?
?
, bn?
13
?2?
n
43
(n?1) 由b?
n
1an?
12
得anbn?
12
bn?1,
故Sn?a1b1?a2b2???anbn
1
?12
(b1?b2???bn)?n
?3
(1?2)1?2
1bn
n
?
53
n?
13
(2?5n?1)
n
解法三: (Ⅰ)由bn?
1an?
12?3bn
?0,即bn?1?2bn?83
得an?
?
12
,代入递推关系
8an?1an?16an?1?2an?5?0,
整理得
4bn?1bn
?
6bn?1
43
,
由a1?1,有b1?2,所以b2?,b3?4,b4?43
?2(bn?
43
203
.
43?23?0,
(Ⅱ)由bn?1?2bn?所以{bn?
43
13
43
}是首项为
43
,bn?1?23
),b1?
,公比q?2的等比数列,故
bn?
?
?2,即bn?
n
13
?2?
n
43
(n?1).
由bn?
1an?
12
得anbn?
12
bn?1,
故Sn?a1b1?a2b2???anbn?
12
(b1?b2???bn)?n
1?(1?2)1?2
?
n
53
n?
13
(2?5n?1).
n
解法四: (Ⅰ)同解法一 (Ⅱ)b2?b1?
23
,b3?b2?
43
,b4?b3?
82842,??() 3333
猜想{bn?1?bn}是首项为又因an?2,故an?1?
23
,公比q?2的等比数列,bn?1?bn?(n?1).因此
13
?2
n
5?2an16?8an
bn?1?bn?
1an?1?
12
?
1an?
12
?
15?2an16?8an
?12
?
22an?1
?
16?8an6an?3
1an?2?
?
66an?3
1an?1?
?
10?8an6an?3
;
bn?2?bn?1?
12
?
12
?
16?8an?16an?1?3
?
16?8an6an?3
?
23
36?24an6an?3
?
16?8an6an?3
?
20?16an6an?3
?2(bn?1?bn).
13
因b2?b1??0,{bn?1?bn}是公比q?2的等比数列,bn?1?bn?
?2,
n
从而bn?(bn?bn?1)?(bn?1?bn?2)???(b2?b1)?b1
?13(2
n?1
?2
n?2
???2)?2?
1
13
(2?2)?2?
n
13
?2?
n
43
(n?1).
由bn?
1an?
12
得anbn?
12
bn?1,
故Sn?a1b1?a2b2???anbn?
12
(b1?b2???bn)?n
1?(1?2)1?2
?
n
53
n?
13
(2?5n?1).
n
类型11 an?1?an?pn?q或an?1?an?pqn
解法:这种类型一般可转化为?a2n?1?与?a2n?是等差或等比数列求解。 例:(I)在数列{an}中,a1?1,an?1?6n?an,求an (II)在数列{an}中,a1?1,anan?1?3n,求an 类型12 归纳猜想法 解法:数学归纳法
变式:(2006,全国II,理,22,本小题满分12分)
设数列{an}的前n项和为Sn,且方程x2-anx-an=0有一根为Sn-1,n=1,2,3,… (Ⅰ)求a1,a2; (Ⅱ){an}的通项公式
2
提示:1 Sn?1,n?1,2,3,...为方程的根,代入方程可得(Sn?1)?an(Sn?1)?an?0
将n=1和n=2代入上式可得a1?
12
a2?1n(n?1)
16
2求出a1,a2,a3,a4等,可猜想an?
并用数学归纳法进行证明,本题主要考察 一般
数列的通项公式与求和公式间的关系 3方程的根的意义(根代入方程成立)
4
数学归纳法证明数列的通项公式(也可以把an?
1n(n?1)
1?
1n(n?1)
分开为
an?
?
n
1
然后求和,中间项均抵消,只剩下首项和末项,可得Sn n?1
解:(Ⅰ)当n=1时,x2-a1x-a1=0有一根为S1-1=a1-1, 于是(a1-1)2-a1(a1-1)-a1=0,解得a1
1
当n=2时,x2-a2x-a2=0有一根为S2-1=a2,
2121于是(a2-)-a2(a2--a2=0,解得a1
22(Ⅱ)由题设(Sn-1)2-an(Sn-1)-an=0, 即 Sn2-2Sn+1-anSn=
当n≥2时,an=Sn-Sn-1,代入上式得 Sn-1Sn-2Sn+1=0 ①
111由(Ⅰ)知S1=a1=,S2=a1+a2
226由①可得S3
n
由此猜想Sn,n=1,2,3,… ……8分
n+1
下面用数学归纳法证明这个结论
(i)n=1
k
(ii)假设n=k时结论成立,即Sk
k+1
k+11
当n=k+1时,由①得Sk+1Sk+1=,
2-Skk+2故n=k+1
n
综上,由(i)、(ii)可知Snn ……10分
n+1
n-1n1
于是当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-
n+1nn(n+1)11
又n=1时,a1=,所以
21×2
n
{an}的通项公式an=,n=1,2,3,… ……12分
n+1
本题难度较大,不过计算较易,
类型13双数列型
解法:根据所给两个数列递推公式的关系,灵活采用累加、累乘、化归等方法求解。 例:已知数列?an?中,a1?1;数列?bn?中,b1?0。当n?2时,
an?
13
(2an?1?bn?1),bn?
13
13
(an?1?2bn?1),求an,bn.
13
(an?1?2bn?1)?an?1?bn?1
解:因an?bn?(2an?1?bn?1)?
所以an?bn?an?1?bn?1?an?2?bn?2?????a2?b2?a1?b1?1 即an?bn?1…………………………………………(1) 又因为an?bn?所以an?bn?
113
(2an?1?bn?1)?
13
(an?1?2bn?1)?
13
(an?1?bn?1)
121n?1
(an?1?bn?1)?()an?2?bn?2)?……?()(a1?b1)
333
1n?11n?1
?().即an?bn??()………………………(2) 33
1
1n?111n?1
[1?()], bn?[1?()] 2323
由(1)、(2)得:an?类型14周期型
解法:由递推式计算出前几项,寻找周期。
例:若数列?an?满足an?11?2a,(0?a?)nn?6?2,若a1?,则a20的值为___________。 ??7?2a?1,(1?a?1)nn?2?变式:(2005,湖南,文,5) 已知数列{an}满足a1?0,an?1?an?3(n?N),则a20= *( )
A.0
3an?1B.?3 C.3 D.32
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