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数列通项公式的求法学案
2022-03-17 | 阅:  转:  |  分享 
  
数列通项公式的求法





1.等差数列的通项公式

(1)若等差数列的首项为a1,公差为d,则其通项an=.

(2)等差数列通项公式的推广:在等差数列{an}中,已知a1,d,am,an(m≠n),则d==,从而有an=am+.

(3){an}的公差为d,则d>0{an}为递增数列;d<0{an}为递减数列;d=0{an}为常数列.

2.等比数列的通项公式

(1)首项为a1,公比为q,则an=.

(2)推广形式:an=或am=3.常用结论

(1)若{an}是等差数列,k∈N,则{kan}也是等差数列.

(2)若{bn}是等差数列,公差为D,{an}为等差数列,公差为d,则{an±bn}仍为等差数列,其公差为d±D.

(3)若{an}、{bn}为等比数列,则{λan}(λ≠0)、{|an|}、、{a}、{manbn}(m≠0)仍为等差数列.

(4){an}是等差数列{(cn)a}(c>0,c≠1)是等比数列.

{an}是正项等比数列{logcan}(c>0,c≠1)是等差数列.

{an}既是等差数列又是等比数列{an}是各项不为零的常数列.

【思考辨析】

判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)

(1)如果数列{an}的通项公式an=3n+2,则数列{an}是递增数列.()

(2)数列{an}的前n项和为Sn=n2-1,则其通项公式为an=Sn-Sn-1=2n-1.()

(3)若已知数列{an}的递推公式为an+1=,且a2=1,则可以写出数列{an}的任何一项.()

(4)若三个数成等比数列,那么这三个数可以设为,a,aq(a≠0).()

(5)指数函数f(x)=2x图象上一系列点的横坐标构成数列{xn},对应的纵坐标构成数列{yn}.若数列{xn}是等差数列,则数列{yn}是等比数列.()

(6)数列1,0,1,0,1,0,…的通项公式只能是an=.()



1.数列1,,,,,…的一个通项公式是an=__________.w2.已知数列{an}的通项公式为an=,若am=3-2,则m=________.

3.已知数列{an}的前n项和Sn=n2+2n+1(n∈N),则an=____________.

4.数列{an}是公差不为零的等差数列,且a7,a10,a15是等比数列{bn}的连续三项,若该等比数列的首项b1=3,则bn=________.

5.数列{an}的前20项由如图所示的流程图依次输出的a值构成,则数列{an}的一个通项公式an=________(n∈N,n≤20).





题型一利用观察法求通项公式

例1写出下列数列的一个通项公式:

(1)2,,,,,…;

(2),,,,2,…;

(3)1,3,3,5,5,7,7,9,9,….

(1)-1,,-,,…;

(2),3,,,3,…;

(3)1-,-,-,-,…;

(4)3,5,3,5,….

题型二利用递推关系式求an

命题点1利用迭加法求an

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

命题点2利用迭乘法求an

例3在数列{an}中,a1=2,an+1=an,求数列{an}的通项公式an.

命题点3利用构造法求an

例4数列{an}满足a1=1,a2=2,an+2=2an+1-an+2.

(1)设bn=an+1-an,证明{bn}是等差数列;

(2)求{an}的通项公式.

(1)数列{an}中,a1=2,an+1-an=3n(n∈N),则数列的通项公式为________________.

(2)在数列{an}中,已知a1=4,an+1=5nan,求an.







(3)在数列{an}中,已知a1=1,an+1=2an+1,求其通项公式an.





题型三利用an=求an

例5设Sn为数列{an}的前n项的和,且Sn=(an-1)(n∈N),求数列{an}的通项公式.

已知:数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn=2an-2n(n∈N).

(1)求数列{an}的通项公式an;

(2)若数列{bn}满足bn=log2(an+2),而Tn为数列的前n项和,求Tn.





用函数的思想解决数列问题典例(14分)数列{an}的通项公式是an=n2+kn+4.

(1)若k=-5,则数列中有多少项是负数?n为何值时,an有最小值?并求出最小值;

(2)若对于任意n∈N,都有an+1>an,求实数k的取值范围.

思维点拨(1)求使an<0的n值;从二次函数看an的最小值.(2)数列是一类特殊函数,通项公式可以看作相应的解析式f(n)=n2+kn+4.f(n)在N上单调递增,可利用二次函数的对称轴研究单调性,但应注意数列通项中n的取值.

规范解答

解(1)由n2-5n+4<0,解得1
∴数列中有两项是负数,即为a2,a3.

∵an=n2-5n+4=2-,由二次函数性质,得当n=2或n=3时,an有最小值,其最小值为a2=a3=-2.[8分]

(2)由an+1>an知该数列是一个递增数列,又因为通项公式an=n2+kn+4,可以看作是关于n的二次函数,考虑到n∈N,所以-<,即得k>-3.[14分]

温馨提醒(1)本题给出的数列通项公式可以看作是一个定义在正整数集N上的二次函数,因此可以利用二次函数的对称轴来研究其单调性,得到实数k的取值范围,使问题得到解决.(2)在利用二次函数的观点解决该题时,一定要注意二次函数对称轴位置的选取.(3)易错分析:本题易错答案为k>-2.原因是忽略了数列作为函数的特殊性,即自变量是正整数.



[方法与技巧]

1.若递推关系为an+1=an+f(n)或an+1=f(n)·an,则可以分别通过累加、累乘法求得通项公式,累加即利用恒等式bn=b1+(b2-b1)+(b3-b2)+…+(bn-bn-1),通过求和求通项;累乘是利用恒等式an=a1···…·求通项.

2.数列与函数、an与Sn的关系

(1)数列是一种特殊的函数,因此,在研究数列问题时,既要注意函数方法的普遍性,又要考虑数列方法的特殊性.

(2)an=

[失误与防范]

1.数列是一种特殊的函数,在利用函数观点研究数列时,一定要注意自变量的取值,如数列an=f(n)和函数y=f(x)的单调性是不同的.

2.数列的通项公式不一定唯一.

3.在利用数列的前n项和求通项时,往往容易忽略先求出a1,而是直接把数列的通项公式写成an=Sn-Sn-1的形式,但它只适用于n≥2的情形.



A组专项基础训练

(时间:45分钟)

1.设数列,,2,,…,则2是这个数列的第________项.

2.设函数f(x)满足f(n+1)=(n∈N),且f(1)=2,则f(20)=________.

3.如果数列{an}的前n项和Sn=2an-1,则此数列的通项公式an=________.

4.已知数列{an},{bn}满足a1=b1=3,an+1-an==3,n∈N,若数列{cn}满足cn=ban,则c2015=________.

5.已知每项均大于零的数列{an}中,首项a1=1且前n项和Sn满足Sn-Sn-1=2(n∈N且n≥2),则a81=________.

6.若a1=1,an+1=,则{an}的通项公式an=____________.

7.数列{an}的各项都为正数,且满足Sn=(n∈N),求数列的通项公式an.

8.设数列{an}满足a1=2,an+1-an=3·22n-1.

(1)求数列{an}的通项公式;

(2)令bn=nan,求数列{bn}的前n项和Sn.

9.在数列{an}中,a1=1,an+1=2an+2n.

(1)设bn=.证明:数列{bn}是等差数列;

(2)求数列{an}的前n项和Sn.

B组专项能力提升

(时间:30分钟)

10.设数列{an}满足a1=0且-=1.

(1)求{an}的通项公式;

(2)设bn=,记Sn=b1+b2+…+bn,证明Sn<1.

11.在数列{an}中,a1=1,3anan-1+an-an-1=0(n≥2).

(1)证明:数列是等差数列;

(2)求数列{an}的通项公式;

(3)若λan+≥λ对任意n>2(n∈N)恒成立,求实数λ的取值范围.12.已知函数f(x)=,f(1)=1,f=,数列{xn}满足x1=,xn+1=f(xn).

(1)求x2,x3的值;

(2)求数列{xn}的通项公式;

(3)证明:++…+<.























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(本文系老马和老马原创)