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[赏高考试题,析数列通项公式的求法] 排列组合公式

时间:2019-01-18 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  数列内容丰富多彩,题型千变万化.高考对本章的考查比较全面,有关数列的试题经常是综合题,常常做为后面的押轴题出现,一般都是两问或三问,而第一问又常常是与数列通项有关的题目,下面就高考试题中求数列通项公式问题做一次归纳,仅供一点参考.
  一、 形如a??n+1?-a?n=f(n)型
  例1 (2007年北京理科)数列{a?n}中,a?1=2,a??n+1?=a?n+cn(c是常数,n=1,2,3,…),且a?1,a?2,a?3成公比不为1的等比数列.(Ⅰ) 求C的值;(Ⅱ) 求{a?n}的通项公式.
  解:(Ⅰ)易求c=2.
  (Ⅱ) 由(Ⅰ)可知c=2时,a??n+1?-a?n=2n,当n≥2时,由于a?2-a?1=2,a?3-a?2=2×2,…,a?n-a??n-1?=2(n-1),累加后,得a?n-a?1=2×[1+2+…+(n-1)]=n(n-1),又∵ a?1=2,∴ a?n=n?2-n+2.(n=2,3…)
  当n=1时,上式也成立,所以a?n=n?2-n+2(n=1,2,…).
  评注:此题中的f(n)是关于n的一次函数,累加后转化为等差数列求和,若f(n)为常数,即:a??n+1?-a?n=d,此时数列为等差数列,则a?n=a?1+(n-1)d.f(n)还可以是关于n的二次函数、指数函数、分式函数.
  例2 (2009全国卷Ⅰ理)在数列{a?n}中,a?1=1,a??n+1?=1+1na?n+n+12?n
  (Ⅰ) 设b?n=a?nn,求数列{b?n}的通项公式. (Ⅱ) 略.
  解:(Ⅰ)由已知有a??n+1?n+1=a?nn+12?n,∴ b??n+1?-b?n=12?n,由累加法,得b?n=b?1+(b?2-b?1)+(b?3-b?2)+…+(b??n-1?-b??n-2?)+(b?n-b??n-1?)=1+12+12?2+…+12??n-2?+12??n-1?=2-12??n-1?(n∈N?*),所以数列{b?n}的通项公式:b?n=2-12??n-1?(n∈N?*)
  评注:此题变形代换后,变成{b?n}的递推关系,右边f(n)是关于n的指数函数,累加后可转化为等比数列求和.若f(n)是关于的n二次函数,累加后可分组求和;若f(n)是关于n的分式函数,累加后可裂项求和.
  二、 形如a??n+1?a?n=f(n)型
  例3 (2000年全国理)设{a?n}是首项为1的正项数列,且(n+1)a???2????n+1?-na??2??n+a??n+1?a?n=0(n=1,2, 3,…),则它的通项公式是a?n= .
  解:已知等式可化为:(a??n+1?+a?n)[(n+1)a??n+1?-na?n]=0
  ∵ a?n>0(n∈N?*) ∴ (n+1)a??n+1?-na?n=0,即a??n+1?a?n=nn+1 ∴ n≥2时,a?na??n-1?=n-1n ∴ a?n=a?na??n-1?•a??n-1?a??n-2?……a?2a?1•a?1=n-1n•n-2n-1……12•1=1n.
  评注:本题是关于a?n和a??n+1?的二次齐次式,可以通过因式分解(一般用求根公式)得到a?n与a??n+1?的更为明显的关系式,从而求出a?n.当f(n)为常数,即:a??n+1?a?n=q(其中q是不为0的常数),此时数列为等比数列,a?n=a?1•q??n-1?.(2) 当f(n)为n的函数时,用累乘法.
  三、 形如a??n+1?+a?n=f(n)型
  例4 (2005江西文)已知数列{a?n}的前n项和S?n,满足S?n-S??n-1?=3-12??n-1?(n≥3),且S?1=1,?S?2=-?32,求数列{a?n}的通项公式.
  解:因为S?n-S??n-2?=a?n+a??n-1?所以a?n+a??n-1?=3•-12??n-1?(n≥3),令b?n=(-1)?na?n,∴ b?n-b??n-1?=?-3•?12??n-1?(n≥3),b??n-1?-b??n-2?=-3•12??n-2?,…b?3-b?2=-3•12?2,∴ b?n=b?2-3[12??n-1?+12??n-2?+…+12?2]=b?2-3×14-14•12??n-2?1-12=b?2-32+3•12??n-1?(n≥3).又∵ a?1=S?1=1,a?2=S?2-S?1=-32-1=-52,b?1=(-1)?1a?1=-1,b?2=(-1)?2a?2=-52,∴ b?n=-52-32+3•12??n-1?=-4+3•12??n-1?(n≥1).∴ a?n=(-1)b?n=-4•(-1)?n+3•(-1)?n•12??n-1?.
  ∴ a?n=4-3•12??n-1?,n为奇数.?
  -4+3•12??n-1?,n为偶数.
  评注:此题用构造法转化为a??n+1?-a?n=f(n)型,通过累加来求出通项;另外还可以用逐差法(两式相减)得a??n+1?-a??n-1?=f(n)-f(n-1),分奇偶项来分求通项.有兴致的话,我们可以效仿上题的解题思想去解决形如a??n+1?•a?n=f(n)型数列通项的求法,这里不再介绍.若f(n)为常数, 它是一个周期数列,周期为2,其通项分奇数项和偶数项来讨论;
  四、 形如a??n+1?=ca?n+d,(c≠0,其中a?1=a)型
  例5 (2008年安徽) 设数列{a?n}满足a?1=a,a??n+1?=ca?n+1-c,c∈N?*,其中a,c为实数,且c≠0(Ⅰ)求数列{a?n}的通项公式(Ⅱ)略
  解: ∵ a??n+1?-1=c(a?n-1) ∴ 当a≠1时
  ,{a?n-1}是首项为a-1,公比为c的等比数列.
  ∴ a?n-1=(a-1)c??n-1?,即a?n=(a-1)
  c??n-1?+1.当a=1时,a?n=1仍满足上式.
  ∴ 数列{a?n}的通项公式为a?n=(a-1)c??n-1?+1(n∈N?*).
  评注:若c=1时,数列{a?n}为等差数列;若d=0时,数列{a?n}为等比数列;若c≠1?d≠0时,数列{a?n}为线性递推数列,此题稍作变形就构成{a?n-1}是首项为a-1,公比为c的等比数列去求通项.也可以消去常数项,得出a??n-1?-a?n=c(a?n-a??n-1?),构成一个等比数列来求.还可以用叠代法a?n=ca??n-1?+1-c=c?2a??n-2?+1-c?2=…=c??n-1?a?1+1-c??n-1?=(a-1)c??n-1?+1(n∈N?*)
  五、 形如a??n+1?=Pa?n+f(n)型
  例6 (2009全国卷Ⅱ理)设数列{a?n}的前n项和为S?n,已知a?1=1,S??n+1?=4a?n+2
  (Ⅰ) 设b?n=a??n+1?-2a?n,证明数列{b?n}是等比数列
  (Ⅱ) 求数列{a?n}的通项公式.
  解:(Ⅰ) ∴ {b?n}是首项b?1=3,公比为2的等比数列.
  (Ⅱ) 由(Ⅰ)可得b?n=a??n+1?-2a?n=3•2??n-1?,?∴ a??n+1?2??n+1??-a?n2?n=34,∴ 数列{a?n2?n}是首项为12,公差为34的等差数列.∴ a?n2?n=12+(n-1)34=34n-14,a?n=(3n-1)•2??n-2?
  评注:第(Ⅱ)问中由(Ⅰ)易得a??n+1?-2a?n=3•2??n-1?,这个递推式明显是一个构造新数列的模型:a??n+1?=pa?n+q?n(p,q为常数),主要的处理手段是两边除以q??n+1?.此题p=q=2,若p≠q≠0时还可考虑两边同除以p??n+1?通过累加法去求或用待定系数法,设q??n+1?+λ•q??n+1?=p(a?n+λ•q?n)通过比较系数,求出λ,转化为等比数列求通项.
  六、 利用a?n=S?n-S??n-1?(n≥2)求通项.
  例7 (2011•湖北理)已知数列{a?n}的前n项和为S?n,且满足:a?n=a(a≠0),a??n+1?=rS?n,(n∈N?*,?r∈?R,r≠-1).
  (Ⅰ) 求数列{a?n}的通项公式;(Ⅱ) 略.
  解:(Ⅰ) 由已知a??n+1?=rS?n,可得a??n+2?=rS??n+1?,两式相减可得a??n+2?-a??n+1?=r(S??n+1?-S??n?)=ra??n+1?,即a??n+2?=(r+1)a??n+1?又a?2=ra?1=ra,所以r=0时,数列{a?n}为:a,0,…,0,…;当r≠0,r≠-1时, 由已知a≠0,所以a?n≠0(n∈N?*),于是由a??n+2?=(r+1)a??n+1?, 可得a??n+2?a??n+1?=r+1(n∈N?*)
  ∴ a?2,a?3,…a?n…成等比数列,∴ 当n≥2时,a?n=r(r+1)??n-2?a.
  综上,数列{a?n}的通项公式为a?n=a n=1?
  r(r+1)??n-2?a n≥2.
  评注:此题是高考试题中出现频率较高的一种题型.一般地,如果求条件与前n项和相关的数列的通项公式,则可考虑S?n与a?n的关系求解.根据条件情况或转化为和的关系式,先求S?n的表达式,再求通项,或直接转化为项之间的关系去求通项a?n应当引起重视.
  当然,求数列通项类型题不止上面所举几例,如还有a?n=pa??n-1?ra??n-1?+s(p,r,s≠0)(见2011 广东卷)取倒数法. 形如a??n+1?=pa??r??n(其中p,r为常数)型(1)p>0,a?n>0用对数法.(2) p<0时 ,用叠代法. 形如a??n+2?=aa??n+1?+ba?n的递推数列,根据a,b关系可以分别采用转化法,待定系数法,特征根法等,这里不再一一介绍.

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