數(shù)列問(wèn)題是近年高考的熱點(diǎn)與難點(diǎn)之一,多放在高考?jí)狠S題的位置,起著調(diào)控整套試卷難度和區(qū)分度的作用,能夠很好地考查學(xué)生的能力. 縱觀近年來(lái)全國(guó)各省市的高考數(shù)列問(wèn)題可以發(fā)現(xiàn),試題中普遍涉及了已知數(shù)列遞推關(guān)系式求解通項(xiàng)的問(wèn)題. 此類(lèi)問(wèn)題的處理,多數(shù)都要利用“化歸”的思想,將遞推關(guān)系式轉(zhuǎn)化為新等差、等比數(shù)列等來(lái)解決,其間技巧性很強(qiáng),學(xué)生很難掌握解決此類(lèi)問(wèn)題的通性通法. 因此,本文對(duì)其做一些總結(jié),希望大家能夠有所收獲.
方法 ?累加法或逐差法:an-an-1=f(n-1),an-1-an-2=f(n-2),…,a2-a1=f(1),將以上各式相加得an=a1+f(1)+f(2)+…+f(n-1). 這一過(guò)程實(shí)際上采用了逐差法:an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1,即an=a1+f(1)+f(2)+…+ f(n-1).
若數(shù)列{bn}滿足b1=1,bn+1=bn+2n,求證:bn·bn+2 解析 由bn+1=bn+2n,得bn+1-bn=2n,故bn=(bn-bn-1)+(bn-1-bn-2)+…+(b2-b1)+b1=2n-1+2n-2+…+2+1==2n-1. 因?yàn)閎n ·bn+2-b=(2n-1)(2n+2-1)-(2n+1-1)2=(22n+2-2n+2-2n+1)-(22n+2-2·2n+1+1)=-2n<0,所以bn ·bn+2 方法 ?搖累積法:···…·=f(n-1)·f(n-2)·f(n-3)…f(1)(n=2,3,…). 在數(shù)列{an}與{bn}中,a1=1,b1=4,數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足nSn+1-(n+3)Sn=0,2an+1為bn與bn+1的等比中項(xiàng),n∈N?鄢. (1)求a2,b2的值; (2)求數(shù)列{an}與{bn}的通項(xiàng)公式. 解析 (1)由nSn+1-(n+3)Sn=0,a1=1得a2=3. 又由4a=b2 b1 ,b1=4得b=9. (2)由題設(shè)得nS=(n+3)S①,(n-1)S=(n+2)S②,由①-②整理得nan+1=(n+2)an,則=,故=···…·=··…=,所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=. 數(shù)列{bn}的通項(xiàng)公式的求法這里不作闡述. 方法?搖 可用待定系數(shù)法或相減法轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列. 待定系數(shù)法:設(shè)a+λ=p(an+λ),即a=pan+(p-1)λ,與原式比較,得(p-1)·λ=q,即λ=,從而得數(shù)列an+是公比為p的等比數(shù)列. 相減法:由a=pan+q,得an=pa+q,兩式相減,得a-a=p(a-a). 故數(shù)列a-a是首項(xiàng)為a-a,公比為p的等比數(shù)列,即a-a=(a-a)pn-1,再將其轉(zhuǎn)化為類(lèi)型一,即可得an . 設(shè)數(shù)列{an}滿足a=a,a=ca+1-c,n∈N?鄢,其中a,c為實(shí)數(shù),且c≠0,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式. 解析?搖令an+1+λ=p(an+λ),與原式比較,得an+1-1=c(an-1). 當(dāng)a≠1時(shí),知{an-1}是首項(xiàng)為a-1,公比為c的等比數(shù)列. an-1=(a-1)cn-1,即a=(a-1)cn-1+1;當(dāng)a=1時(shí),a=1仍滿足上式. 所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=(a-1)cn-1+1(n∈N?鄢). 方法?搖 倒數(shù)法:對(duì)an=取倒數(shù),得=·+,再將其轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或類(lèi)型三. 已知數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1=,an+1=,n=1,2,…,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式. 解析 由a=,得=·+,轉(zhuǎn)化為類(lèi)型三求解,得-1=-1,又-1=,則數(shù)列-1是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列. 故-1=·=,即a=. 方法1?搖 可令an+1-g(n+1)=p[an-g(n)](其中g(shù)(n)與f(n)是同類(lèi)型函數(shù)),與原式相比較,可求出g(n),從而數(shù)列{a-g(n)}是公比為p的等比數(shù)列,于是可求得數(shù)列{a}的通項(xiàng)公式. 方法2 an+1=pan+f(n)兩端同除以pn+1,得=+,從而轉(zhuǎn)化為類(lèi)型一求取通項(xiàng). 已知數(shù)列{a}和{bn}滿足:a1=λ,an+1=an+n-4,bn=(-1)n(an-3n+21),其中λ為實(shí)數(shù),n為正整數(shù). (1)對(duì)任意實(shí)數(shù)λ,證明:數(shù)列{a}不是等比數(shù)列; (2)試判斷數(shù)列是否為等比數(shù)列,并證明你的結(jié)論. 解析 (1)令an+1+an+b=[an+a(n-1)+b],與原式相比較, 得a=-3,b=18,故an+1-3n+18=[an-3(n-1)+18]. 若λ≠-18,則數(shù)列[an-3(n-1)+18]是首項(xiàng)為λ+18,公比為的等比數(shù)列,故an-3(n-1)+18=(λ+18)·n-1,即a=(λ+18)·n-1+3(n-1)-18. 若λ=-18,則數(shù)列{an-3(n-1)+18}是首項(xiàng)為0的常數(shù)列,故an-3(n-1)+18=0,即an=3n-21,它是一個(gè)等差數(shù)列. 綜上所述,數(shù)列{an}不是等比數(shù)列. (2)若λ≠-18,b=(-1)n(an-3n+21)=(-1)n(λ+18)·n-1,則數(shù)列是以-(λ+18)為首項(xiàng),-為公比的等比數(shù)列;若λ=-18,bn=(-1)n(an-3n+21)=0,則數(shù)列是以0為首項(xiàng)的常數(shù)列.?搖 若在數(shù)列{a}中,a=1,an+1=2an+2n. (1)設(shè)b=,證明:數(shù)列是等差數(shù)列; (2)求數(shù)列{a}的前n項(xiàng)和S.endprint 解析?搖(1)由an+1=2an+2n,得=+1,故bn+1=bn+1,則數(shù)列是首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列. (2)由(1)得bn=n,故an=n2n-1,利用“錯(cuò)位相減法”求和,得Sn=(n-1)2n+1. 方法 ?由Sn=f(an),得Sn-1=f(an-1),兩式相減得an=f(an)-f(an-1),從而轉(zhuǎn)化為前面幾種類(lèi)型的問(wèn)題求解. 設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=2an-2n. (1)證明:{an+1-2an}是等比數(shù)列; (2)求{an}的通項(xiàng)公式. 解析 (1)由Sn=2an-2n①,得S=2a-2n+1②,②-①得a-2a=2n,所以{an+1-2an}是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列. (2)由(1)得a=2a+2n,再將其轉(zhuǎn)化為類(lèi)型五,即可得an . 方法 ?待定系數(shù)法:設(shè)an+2-san+1=t(an+1-san),即an+2=(s+t)an+1-stan,與原式比較,其待定常數(shù)s,t由s+t=p,st= -q求出,從而數(shù)列{an-san-1}是公比為t的等比數(shù)列,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為類(lèi)型五求其通項(xiàng). 設(shè)各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列{an}滿足a1=2,an=aa(n∈N?鄢). 若a=,求a,a,并猜想a2008的值(不需證明). 解析 利用待定系數(shù)法,可以求出數(shù)列{an}通項(xiàng)公式. 由a=aa,且a>0,得lga=lgan+1+lgan+2. 令bn=lgan,則bn+2= -bn+1+bn,利用待定系數(shù)法,得bn+2+2bn+1=(bn+1+2bn).由a=2,a=得b=lg2,b=-2lg2. 故數(shù)列{bn+1+2bn}是以b2+2b1=0為首項(xiàng)的常數(shù)列, 即bn+1+2bn=0,從而數(shù)列{bn}是以lg2為首項(xiàng),-2為公比的等比數(shù)列. 所以bn=lg2·(-2)n-1=lg2(-2)n-1,故a=2(-2)n-1(n∈N?鄢). 所以a=24,a4=2-8,a2008=2(-2)2007. 評(píng)注 本小題只要求學(xué)生利用遞推數(shù)列,求出a,a,并從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,猜想得到數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.但是,利用變量代換與待定系數(shù)法,巧妙構(gòu)造等比數(shù)列,卻可準(zhǔn)確得到數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.endprint 解析?搖(1)由an+1=2an+2n,得=+1,故bn+1=bn+1,則數(shù)列是首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列. (2)由(1)得bn=n,故an=n2n-1,利用“錯(cuò)位相減法”求和,得Sn=(n-1)2n+1. 方法 ?由Sn=f(an),得Sn-1=f(an-1),兩式相減得an=f(an)-f(an-1),從而轉(zhuǎn)化為前面幾種類(lèi)型的問(wèn)題求解. 設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=2an-2n. (1)證明:{an+1-2an}是等比數(shù)列; (2)求{an}的通項(xiàng)公式. 解析 (1)由Sn=2an-2n①,得S=2a-2n+1②,②-①得a-2a=2n,所以{an+1-2an}是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列. (2)由(1)得a=2a+2n,再將其轉(zhuǎn)化為類(lèi)型五,即可得an . 方法 ?待定系數(shù)法:設(shè)an+2-san+1=t(an+1-san),即an+2=(s+t)an+1-stan,與原式比較,其待定常數(shù)s,t由s+t=p,st= -q求出,從而數(shù)列{an-san-1}是公比為t的等比數(shù)列,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為類(lèi)型五求其通項(xiàng). 設(shè)各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列{an}滿足a1=2,an=aa(n∈N?鄢). 若a=,求a,a,并猜想a2008的值(不需證明). 解析 利用待定系數(shù)法,可以求出數(shù)列{an}通項(xiàng)公式. 由a=aa,且a>0,得lga=lgan+1+lgan+2. 令bn=lgan,則bn+2= -bn+1+bn,利用待定系數(shù)法,得bn+2+2bn+1=(bn+1+2bn).由a=2,a=得b=lg2,b=-2lg2. 故數(shù)列{bn+1+2bn}是以b2+2b1=0為首項(xiàng)的常數(shù)列, 即bn+1+2bn=0,從而數(shù)列{bn}是以lg2為首項(xiàng),-2為公比的等比數(shù)列. 所以bn=lg2·(-2)n-1=lg2(-2)n-1,故a=2(-2)n-1(n∈N?鄢). 所以a=24,a4=2-8,a2008=2(-2)2007. 評(píng)注 本小題只要求學(xué)生利用遞推數(shù)列,求出a,a,并從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,猜想得到數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.但是,利用變量代換與待定系數(shù)法,巧妙構(gòu)造等比數(shù)列,卻可準(zhǔn)確得到數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.endprint 解析?搖(1)由an+1=2an+2n,得=+1,故bn+1=bn+1,則數(shù)列是首項(xiàng)為1,公差為1的等差數(shù)列. (2)由(1)得bn=n,故an=n2n-1,利用“錯(cuò)位相減法”求和,得Sn=(n-1)2n+1. 方法 ?由Sn=f(an),得Sn-1=f(an-1),兩式相減得an=f(an)-f(an-1),從而轉(zhuǎn)化為前面幾種類(lèi)型的問(wèn)題求解. 設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=2an-2n. (1)證明:{an+1-2an}是等比數(shù)列; (2)求{an}的通項(xiàng)公式. 解析 (1)由Sn=2an-2n①,得S=2a-2n+1②,②-①得a-2a=2n,所以{an+1-2an}是首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列. (2)由(1)得a=2a+2n,再將其轉(zhuǎn)化為類(lèi)型五,即可得an . 方法 ?待定系數(shù)法:設(shè)an+2-san+1=t(an+1-san),即an+2=(s+t)an+1-stan,與原式比較,其待定常數(shù)s,t由s+t=p,st= -q求出,從而數(shù)列{an-san-1}是公比為t的等比數(shù)列,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為類(lèi)型五求其通項(xiàng). 設(shè)各項(xiàng)均為正數(shù)的數(shù)列{an}滿足a1=2,an=aa(n∈N?鄢). 若a=,求a,a,并猜想a2008的值(不需證明). 解析 利用待定系數(shù)法,可以求出數(shù)列{an}通項(xiàng)公式. 由a=aa,且a>0,得lga=lgan+1+lgan+2. 令bn=lgan,則bn+2= -bn+1+bn,利用待定系數(shù)法,得bn+2+2bn+1=(bn+1+2bn).由a=2,a=得b=lg2,b=-2lg2. 故數(shù)列{bn+1+2bn}是以b2+2b1=0為首項(xiàng)的常數(shù)列, 即bn+1+2bn=0,從而數(shù)列{bn}是以lg2為首項(xiàng),-2為公比的等比數(shù)列. 所以bn=lg2·(-2)n-1=lg2(-2)n-1,故a=2(-2)n-1(n∈N?鄢). 所以a=24,a4=2-8,a2008=2(-2)2007. 評(píng)注 本小題只要求學(xué)生利用遞推數(shù)列,求出a,a,并從中發(fā)現(xiàn)規(guī)律,猜想得到數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.但是,利用變量代換與待定系數(shù)法,巧妙構(gòu)造等比數(shù)列,卻可準(zhǔn)確得到數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.endprint