1、求数列通项公式的十一种方法(方法全,例子全,归纳细)总述:一利用递推关系式求数列通项的 11 种方法:累加法、累乘法、待定系数法、阶差法(逐差法) 、迭代法、对数变换法、倒数变换法、换元法(目的是去递推关系式中出现的根号) 、数学归纳法、不动点法(递推式是一个数列通项的分式表达式) 、特征根法二。四种基本数列:等差数列、等比数列、等和数列、等积数列及其广义形式。等差数列、等比数列的求通项公式的方法是:累加和累乘,这二种方法是求数列通项公式的最基本方法。三 求数列通项的方法的基本思路是:把所求数列通过变形,代换转化为等差数列或等比数列。四求数列通项的基本方法是:累加法和累乘法。五数列的本质是一个
2、函数,其定义域是自然数集的一个函数。一、累加法 1适用于: -这是广义的等差数列 累加法是最基本的二个方法之一。1()naf2若 ,1nf2则 231() ()naff 两边分别相加得 11()nnkaf例 1 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。n112na, na解:由 得 则12na1n23212()()()()211()()aaannn 所以数列 的通项公式为 。a2na例 2 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。n113na, na解法一:由 得 则12na12nn123211211()()()()333()(33nnnnaaan 所以 1.na解法二: 两边除以 ,得 ,132
3、nn13n1123nna则 ,故11nna1122321122()()()()3332() 1)333nnnnnnnaaaa因此 ,1()2(1)2nn na则 3.nnn评注:已知 , ,其中 f(n)可以是关于 n 的一次函数、二次函数、指数函a1)(1fn数、分式函数,求通项 .若 f(n)是关于 n 的一次函数,累加后可转化为等差数列求和;若 f(n)是关于 n 的二次函数,累加后可分组求和 ;若 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 n 的分式函数,累加后可裂项求和。例 3.已知数列 中, 且 ,求数列 的通项公式.na0)(21nnaSn解
4、:由已知 得 ,)(21nnS )(11nnS化简有 ,由类型(1)有 ,n1Sn3212又 得 ,所以 ,又 , ,1aS)(2Sn0na2)1(ns则 2)1()(n此题也可以用数学归纳法来求解.二、累乘法 1.适用于: -这是广义的等比数列1()nnaf累乘法是最基本的二个方法之二。2若 ,则1()nfa 31212()()()naafff , , ,两边分别相乘得, 11()nnkfa例 4 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。n112()53nna, na解:因为 ,所以 ,则 ,故112()53nnaa, 0n12()5n132122211(1)1(1)2(55()5()333!
5、nnnnn 所以数列 的通项公式为na(1)235!.nna例 5.设 是首项为 1 的正项数列,且 ( =1,2, 3,) ,0121nnaa则它的通项公式是 =_.na解:已知等式可化为: 0)1(1nnaa( ) (n+1) , 即0na*N01n1n时,2n1= = .1221aann 12nn评注:本题是关于 和 的二次齐次式,可以通过因式分解(一般情况时用求根公式)得n1到 与 的更为明显的关系式,从而求出 .na1 na练习.已知 ,求数列an的通项公式.1,1nan答案: -1.n)(!1评注:本题解题的关键是把原来的递推关系式 转化为,11nan若令 ,则问题进一步转化为 形
6、式,进而应用累乘法),1(1nnanab nb1求出数列的通项公式.三、待定系数法 适用于 1()nqf基本思路是转化为等差数列或等比数列,而数列的本质是一个函数,其定义域是自然数集的一个函数。1形如 ,其中 )型0(,1cdana1(1)若 c=1 时,数列 为等差数列;n(2)若 d=0 时,数列 为等比数列;na(3)若 时,数列 为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造辅助数列01且dcn来求.待定系数法:设 ,)(1nnac得 ,与题设 比较系数得)(1can ,1dn,所以 所以有:d)()0(,c )1(1cdacann因此数列 构成以 为首项,以 c 为公比的等比数列,1ca
7、n 1cda所以 即: .11)(nnd 1)1(cddann规律:将递推关系 化为 ,构造成公比为 c 的等比数dcan1)1(1cdacdnn列 从而求得通项公式cdan )(11nn逐项相减法(阶差法):有时我们从递推关系 中把 n 换成 n-1 有dcan1,两式相减有 从而化为公比为 c 的等比数列 ,进dcan1 )(1nnaca 1na而求得通项公式. ,再利用类型(1)即可求得通项公式.我们看到此方法比较复)121n杂.例 6 已知数列 中, ,求数列 的通项公式。na11,2()nana解法一: 12(),n1nna又 是首项为 2,公比为 2 的等比数列12,na,即na1
8、n解法二: 12(),n1na两式相减得 ,故数列 是首项为 2,公比为 2 的等112()(2nna1na比数列,再用累加法的练习已知数列 中, 求通项 。na,2,11nnana答案:)2(1n2形如: (其中 q 是常数,且 n 0,1) nnap1 若 p=1 时,即: ,累加即可.nnqa1若 时,即: ,pnnp1求通项方法有以下三种方向:i. 两边同除以 .目的是把所求数列构造成等差数列1np即: ,令 ,则 ,然后类型 1,累加求通项.nnqpap)(11nabnnqpb)(1ii.两边同除以 . 目的是把所求数列构造成等差数列。1n即: ,qapqnn1令 ,则可化为 .然后
9、转化为类型 5 来解,nbbnn11iii.待定系数法:目的是把所求数列构造成等差数列设 .通过比较系数,求出 ,转化为等比数列求通项.)(11 nnnn paqa 注意:应用待定系数法时,要求 p q,否则待定系数法会失效。例 7 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。n11243nna, na解法一(待定系数法):设 ,比较系数得 ,112(nnna)124,则数列 是首项为 ,公比为 2 的等比数列,143na 11435所以 ,即152nn11nna解法二(两边同除以 ): 两边同时除以 得: ,下面解法略1nq13n1243nna解法三(两边同除以 ): 两边同时除以 得: ,下面解
10、法略1np12n nn)(13形如 (其中 k,b 是常数,且 )bknan1 0k方法 1:逐项相减法(阶差法)方法 2:待定系数法通过凑配可转化为 ; )1()(1ynxapyxna解题基本步骤:1、确定 =kn+b()fn2、设等比数列 ,公比为 p)(yxnabn3、列出关系式 ,即)1(1ynxn 1npb4、比较系数求 x,y5、解得数列 的通项公式)(yxan6、解得数列 的通项公式n例 8 在数列 中, 求通项 .(逐项相减法)na,23,1nanna解: , ,231n时, ,2n)1(1an两式相减得 .令 ,则2311nn nnab1231nb利用类型 5 的方法知 即
11、5nb511n再由累加法可得 . 亦可联立 解出 .2321ann 2132nan例 9. 在数列 中, ,求通项 .(待定系数法)na36,11nan n解:原递推式可化为 yxyxnn )()(21比较系数可得:x=-6,y=9,上式即为 1nb所以 是一个等比数列,首项 ,公比为 . 即:nb 2961nab11)2(9nnbnna)21(96故 .6)(nn4形如 (其中 a,b,c 是常数,且 )cnbapn21 0a基本思路是转化为等比数列,而数列的本质是一个函数,其定义域是自然数集的一个函数。例 10 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。n21 1345n a , n解:设 2
12、 21()()()n naxyzxyz 比较系数得 , 3,0,18所以 2 21()()(3108)n nana由 ,得213081320n则 ,故数列 为以21()()2nan2318na为首项,以 2 为公比的等比数列,因此2130813,则 。2nna43108na5.形如 时将 作为 求解21 nnapqan()f分析:原递推式可化为 的形式,比较系数可求得 ,数列211) nnpa 为等比数列。1na例 11 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。na211256,nnaana解:设 211(5)nnaa比较系数得 或 ,不妨取 , (取-3 结果形式可能不同,但本质相同)322则
13、 ,则 是首项为 4,公比为 3 的等比数列211()nnaa1na,所以143n 14352nn练习.数列 中,若 ,且满足 ,求 .na,821a03412nnaan答案: .n3四、迭代法 (其中 p,r 为常数) 型rnnpa1例 12 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。n3(1)25nna, na解:因为 ,所以3(1)2nna1212(2)132()3()(1)112(3)(1)33(1()32() nn nnnn nnaa 2(1)()1! nna又 ,所以数列 的通项公式为 。15na(1)23!5nna注:本题还可综合利用累乘法和对数变换法求数列的通项公式。五、对数变换法
14、 适用于 (其中 p,r 为常数) 型 p0, rnnpa1 0na例 14. 设正项数列 满足 , (n2).求数列 的通项公式.11解:两边取对数得: , ,设 ,则122loglnnaa )1(logl22nnaa 1log2nab是以 2 为公比的等比数列, ,12nbb1b, ,12lognan 12logna 12na练习 数列 中, , (n2) ,求数列 的通项公式. n11n na答案:nna2例 15 已知数列 满足 , ,求数列 的通项公式。na5123nna17na解:因为 ,所以 。511237nn, 10nn,两边取常用对数得 1lgllg32nna设 (同类型四)
15、1lg()5(l)n naxyxy比较系数得, lg3g2,4164由 ,得 ,1lll3lg2g71064alg3lg204164na所以数列 是以 为首项,以 5 为公比的等比数列,lg3lg24164nl3l则 ,因此1l l3g2g(7)564na 111 1664444511456l3gl2lll(7)ll(3)g(32)g2l7nnn nn则 。114556432nna六、倒数变换法 适用于分式关系的递推公式,分子只有一项例 16 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。na112,nnana解:求倒数得 为等差数列,首项 ,公差为 ,111,22nnnnaaa1a121(),n七、
16、换元法 适用于含根式的递推关系例 17 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。na1 1(42)6nnnaa, na解:令 ,则124nnb2)nb代入 得1(6nnnaa2211()4()4nnnbb即 2213n因为 , 40nnba则 ,即 ,123n132nnb可化为 ,1()nnb所以 是以 为首项,以 为公比的等比数列,因3n112432413a21此 ,则 ,即 ,得2()nnb()nb()3na。343nna八、数学归纳法 通过首项和递推关系式求出数列的前 n 项,猜出数列的通项公式,再用数学归纳法加以证明。例 18 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。na1 1228()8
17、139nnaa, na解:由 及 ,得1228()3n1921223422(1)824583()(3)9148018aa由此可猜测 ,下面用数学归纳法证明这个结论。2()1n(1)当 时, ,所以等式成立。21()89a(2)假设当 时等式成立,即 ,则当 时,nk2(1)ka1nk12222228(1)3(8(1) )( (133) ( 1)kakkkk由此可知,当 时等式也成立。n根据(1) , (2)可知,等式对任何 都成立。*nN九、阶差法(逐项相减法)1、递推公式中既有 ,又有nSna分析:把已知关系通过 转化为数列 或 的递推关系,然后采用相应1,2nnSanaS的方法求解。例 1
18、9 已知数列 的各项均为正数,且前 n 项和 满足 ,且 成n nS1()26na249,a等比数列,求数列 的通项公式。a解:对任意 有 nN1()26nnSa当 n=1 时, ,解得 或11a112a当 n2 时, 111()26nnnS-整理得: 1130nnaa 各项均为正数,n 1n当 时, ,此时 成立1a32n249a当 时, ,此时 不成立,故 舍去121n24912a所以 3na练习。已知数列 中, 且 ,求数列 的通项公式.n0na2)1(nnaSna答案: nnS1 212nn 1n2、对无穷递推数列例 20 已知数列 满足 ,求 的通项公na11231()(2)n na
19、aa, na式。解:因为 1231()()n n所以 1231n naaa 用式式得 1.nn则 故1()2)nna1(2)na所以 13222 !()43.n naa 由 , ,则 ,又知 ,1231()()n na 212a取 得 11a则 ,代入 得 。2 !452na所以, 的通项公式为n!.n十、不动点法 目的是将递推数列转化为等比(差)数列的方法不动点的定义:函数 的定义域为 ,若存在 ,使 成立,则称()fxD0()fxD0()fx为 的不动点或称 为函数 的不动点。0x()f0,()f分析:由 求出不动点 ,在递推公式两边同时减去 ,在变形求解。fx0x0x类型一:形如 1 n
20、aqd例 21 已知数列 中, ,求数列 的通项公式。11,2()nana解:递推关系是对应得递归函数为 ,由 得,不动点为-1()fxfx ,12()nna类型二:形如 1nnabcd分析:递归函数为 ()xf(1)若有两个相异的不动点 p,q 时,将递归关系式两边分别减去不动点 p,q,再将两式相除得,其中 ,1nnapkqapckq11()()nnaqpkapq(2)若有两个相同的不动点 p,则将递归关系式两边减去不动点 p,然后用 1 除,得,其中 。1nnkap2cad例 22. 设数列 满足 ,求数列 的通项公式.na7245,11nnana分析:此类问题常用参数法化等比数列求解.
21、解:对等式两端同时加参数 t,得:,7254)(72)5(72451 nnnn attatat令 , 解之得 t=1,-2 代入 得5t )(1nntt, ,72131nna729nna相除得 ,即 是首项为 ,1nn 1n 412a公比为 的等比数列 , = , 解得 .32na13413nn方法 2: ,,711nna两边取倒数得 ,132)1(392)1(31 nnnn aaa令 b ,则 b , 转化为累加法来求 . nann例 23 已知数列 满足 ,求数列 的通项公式。n1124nna, na解:令 ,得 ,则 是函数 的两个不214x20x123x, 214()xf动点。因为。所
22、以数列 是1224142(1)3261339733nn nnnnnaaa23na以 为首项,以 为公比的等比数列,故 ,则124a91 12()9nna。132()9nna十一。特征方程法 形如 是常数)的数列21(,nnapqa形如 是常数)的二阶递推数列都可用特征根法求得通项12,am,其特征方程为 nx若有二异根 ,则可令 是待定常数),1212(,nacc若有二重根 ,则可令 是待定常数)()nn再利用 可求得 ,进而求得12,am12,cna例 24 已知数列 满足 ,求数列 的通项n *132()naNnan解:其特征方程为 ,解得 ,令 ,2x12,x12nc由 ,得 , 122
23、43ac12c1nna例 25、数列 满足 ,且 求数列 的通项。na15221549nana解: 2114924nnn naa 令 ,解得 ,将它们代回得,2954125,, ,2194nna2149nna,得 ,21251nnaa则 ,数列 成等比数列,首项为 1,公比 q=21252544lglg1nnaa254lg1na所以 ,则 ,1254lgnna12540nna12504nna十二、基本数列1形如 型 等差数列的广义形式,见累加法。)(1nfan2.形如 型 等比数列的广义形式,见累乘法。fn3.形如 型)(1fa(1)若 (d 为常数) ,则数列 为“等和数列 ”,它是一个周期数列,周期为 2,n na其通项分奇数项和偶数项来讨论;(2)若 f(n)为 n 的函数(非常数)时,可通过构造转化为 型,通过累加来求出)(1nfan通项;或用逐差法(两式相减)得 ,分奇偶项来分求通项.)()1fan