技巧方法专题 2 数列求通项问题 解析版
一、数列求通项常用方法知识框架
二、数列求通项方法
【一】归纳法求通项
1.例题
【例 1】由数列的前 n 项,写出通项公式:
(1)3,5,3,5,3,5,…
(2)1
2,2
3,3
4,4
5,5
6,…
(3)2,5
2,13
4 ,33
8 ,81
16,…
(4)1
2,1
6,1
12,1
20,1
30,…
【解析】 (1)这个数列前 6 项构成一个摆动数列,奇数项为 3,偶数项为 5.所以它的一个通项公式为 an=
4+(-1)n.
(2)数列中的项以分数形式出现,分子为项数,分母比 分子大 1,所以它的一个通项公式为 an= n
n+1.
(3)数列可化为 1+1,2+1
2,3+1
4,4+1
8,5+ 1
16,…,所以它的一个通项公式为 an=n+ 1
2n-1.
(4)数列可化为 1
1 × 2, 1
2 × 3, 1
3 × 4, 1
4 × 5, 1
5 × 6,…,所以它的一个通项公式为 an= 1
n(n+1).
通过数列前若干项归纳出数列的一个通项公式,关键是依托基本数列如等差数列、等比数列,寻找 an
与 n,an 与 an+1 的联系.【例 2】已知数列: ,按照 从小到大的顺序排列在一起,构成一个新的数列
: 首次出现时为数列 的( )
A.第 44 项 B.第 76 项 C.第 128 项 D.第 144 项
【解析】观察分子分母的和出现的规律: ,
把数列重新分组: ,
可看出 第一次出现在第 16 组,因为 ,所以前 15 组一共有 120 项;
第 16 组的项为 ,所以 是这一组中的第 8 项,故 第一次出现在数列的第 128 项,
故选 C.
2. 巩固提升综合练习
【练习 1】由数列的前几项,写出通项公式:
(1)1,-7,13,-19,25,…
(2)1
4,3
7,1
2,7
13,9
16,…
(3)1,-8
5,15
7 ,-24
9 ,…
【解析】 (1)数列每一项的绝对值构成一个以 1 为首项,6 为公差的等差数列,且奇数项为正,偶数项为
负,所以它的一个通项公式为 an=(-1)n+1(6n-5).
(2)数列化为1
4,3
7,5
10,7
13,9
16,…,分子,分母分别构成等差数列,所以它的一个通项公式为 an=2n-1
3n+1.
(3)数列化为22-1
3 ,-32-1
5 ,42-1
7 ,-52-1
9 ,…,
所以数列的一个通项公式为 an=(-1)n+1
(n+1)2-1
2n+1 .
【练习 2】如图是一个三角形数阵,满足第 行首尾两数均为 , 表示第 行第 个数,则
的值为__________.
( )1 2, , ,1 1
k k Nk k
∗⋅⋅⋅ ∈− k
{ }na 1 2 1 2 3 81, , , , , , ,2 1 3 2 1 9
⋅⋅⋅ 则 { }na
2,3,4,5
1 1 2 1 2 3 1 2( ),( , ),( , , ), ( , , , )1 2 1 3 2 1 1 1
k
k k −
8
9 1 2 3 15 120+ + + + =
1 2 7 8( , , , , )16 15 10 9
8
9
8
9
n n ( ),A i j ( )2i i ≥ j
( )100,2A【答案】4951
【解析】设第 n 行的第 2 个数为 an,由图可知,a2=2=1+1,a3=4=1+2+1,a4=7=1+2+3+1,a5=11=1+2+3+4+1…
归纳可得 an=1+2+3+4+…+(n-1)+1= +1,故第 100 行第 2 个数为: ,故答案
为 4951
【二】公式法求通项
1.例题
【例 1】 数列 满足 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】∵ ,∴ ,
∴数列 是等差数列,首项为 ,公差为﹣1.
∴ ,∴ .∴ .故选:C.
【例 2】已知数列{an}满足 a1=4,an=4-
4
an-1(n>1),记 bn=
1
an-2.
求证:数列{bn}是等差数列,并求 .
【解析】∵bn+1-bn= 1
an+1-2- 1
an-2= 1
(4- 4
an)-2
- 1
an-2= an
2(an-2)- 1
an-2= an-2
2(an-2)=1
2.
又 b1= 1
a1-2=1
2,∴数列{bn}是首项为1
2,公差为1
2的等差数列,
{ }na 1
1
2a = ( )*
1
1 1 1 n1 1n n
Na a+
= − ∈− − 10a =
9
10
10
9
10
11
11
10
( )*
1
1 1 1 n1 1n n
Na a+
= − ∈− − 1
1 1 11 1n na a+
− = −− −
1
1na
− 1
1 21a
= −−
( )1 2 1 11n
n na
= − − − = − −−
11 1 1n
na n n
= − =+ +
( 1)
2
n n − 100 99 1 49512
× + =
等差数列:
等比数列:
dnaan )1(1 −+=等差数列:
1
1
−= n
n qaa等比数列:
11
10
10 =a
na故 ,即 .
2.巩固提升综合练习
【练习 1】已知各项都为正数的数列{an}满足 a1=1,a2n-(2an+1-1)an-2an+1=0.
(1)求 a2,a3;
(2)证明数列{an}为等比数列,并求 .
【解析】(1)由题意可得 a2=1
2,a3=1
4.
(2)由 a2n-(2an+1-1)an-2an+1=0,得 2an+1(an+1)=an(an+1).
因为{an}的各项都为正数,所以an+1
an =1
2.
故{an}是首项为 1,公比为1
2的等比数列。所以
【练习 2】已知数列 和 满足
求证: 是等比数列, 是等差数列;
求数列 和 的通项公式.
【解析】 证明:
是首项为 ,公比为 的等比数列,
······
1
1)2
1( −==
n
n
n ab 12 += n
na
na
1)2
1( −= n
na
{ }na { }nb 1 1 1 11 2, 3 4 1, 3 4 1n n n na b a b n b a n+ += + = = + − = − +
( )1 { }n na b+ { }n na b−
( )2 { }na { }nb
( )1 1 1 1 1 1 11 2, 3, 1a b a b a b= + = ∴ + = − = ,
1 13 4 1, 3 4 1n n n na b n b a n+ += + − = − +
( ) ( )1 1 1 13 , 3 8 2n n n n n n n na b a b a b b a n+ + + +∴ + = + − = − + −
{ }n na b∴ + 3 3
( )1 12 1 3 8 2 2 1n n n na b n b a n n+ +− − = − + − − − ( )3 6 3n na b n= − − + −
( ) ( )1 1 2 1 1 3 2 1n n n na b n a b n+ +∴ − − + + = − − − +
1 1 2 1 1 1 2 1 0a b− − × + = − + =
( )1 12 1 3 2 1 1n n n na b n a b n− −∴ − − + = − − − − + 3 0 0= − × =
( ) ( )1 1 2 1 1 3 2 1 3 0 0n n n na b n a b n+ −∴ − − + + = − − − + = − × =
( ) ( )1 1 2 0n n n na b a b+ +∴ − − − − =
( ) ( )1 1 2n n n na b a b+ +∴ − − − =是首项为 ,公差为 的等差数列.
由 知,
【三】累加法求通项
1.例题
【例 1】在数列 中, , ,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】在数列{an}中,a1=2, ,∴an+1﹣an=
∴an=a1+(a2﹣a1)+(a3﹣a2)+…+(an﹣an﹣1)
=2+ln2+ =2+lnn,故 2+ln10
故选:A
【例 2】对于等差数列和等比数列,我国古代很早就有研究成果,北宋大科学家沈括在《梦溪笔谈》中首
创的“隙积术”,就是关于高阶等差级数求和的问题.现有一货物堆,从上向下查,第一层有 2 个货物,第二
层比第一层多 3 个,第三层比第二层多 4 个,以此类推,记第 层货物的个数为 ,则数列 的通项
公式 _______,数列 的前 项和 _______.
【解析】由题意可知 , , , , ,累加可得
,
{ }na 1 2a = 1
1ln 1n na a n+
= + + 10a =
2 ln10+ 2 9ln10+ 2 10ln10+ 11 ln10+
1
1ln 1n na a n+
= + + ln 1
n
n +
3 3ln ln 2 ln 22 1 2 1
n n
n n
+ + = + × × × − − 10a =
{ }n na b∴ − 1 2
( )2 ( )1 3 , 2 1n
n n n na b a b n+ = − = −
2 3 2 1,2 3 2 1n n
n na n b n∴ = + − = − +
3 2 1 3 2 1,2 2
n n
n n
n na b
+ − − +∴ = =
型如 an+1=an+f(n)的递推公式求通项可以使用累加法,步骤如下:
第一步 将递推公式写成 an+1-an=f(n);
第二步 依次写出 an-an-1,…,a2-a1,并将它们累加起来;
第三步 得到 an-a1 的值,解出 an;
第四步 检验 a1 是否满足所求通项公式,若成立,则合并;若不成立,则写出分段形式.累乘法类似.
n na { }na
na =
( 2) n
n
n a
+
n nS =
1 2a = 2 1 3a a− = 3 2 4a a− = 1 1n na a n−− = +
( ) ( 3)2 3 4 1 2n
n na n
+= + + + + + =,
.
故答案为: ; .
2.巩固提升综合练习
【练习 1】在数列 中, ,则数列的通项 ________.
【解析】当 时,
,
,
当 也适用,所以 .
【练习 2】已知数列 是首项为 ,公差为 1 的等差数列,数列 满足 ( ),
且 ,则数列 的最大值为__________.
【解析】根据题意,数列 是首项为 ,公差为 的等差数列,则
, ,对于数列 满足
,则有
,数列
的通项为: ,分析可得:当 时,数列 取得最大值,此时 ;
故答案为: .
【练习3】两千多年前,古希腊毕达哥拉斯学派的数学家曾经在沙滩上研究数学问题,他们在沙滩上画点
或用小石子来表示数,按照点或小石子能排列的形状对数进行分类,如图2中的实心点个数1,5,12,
22,…,被称为五角形数,其中第1个五角形数记作 ,第2个五角形数记作 ,第3个五角形数记
作 ,第4个五角形数记作 ,…,若按此规律继续下去,得数列 ,则
{ }na 1 11, 2 1n na a a n+= − = + na =
2n ≥
1 1 2 2 3 3 2 2 1 1( ) ( ) ( ) ( ) ( )n n n n n n na a a a a a a a a a a a− − − − −= − + − + − + + − + − +
2(2 1 1)(2 1) (2 3) (2 5) 5 3 1 2n
n na n n n n
− +⇒ = − + − + − + + + + = =
11,n a= 2
na n=
{ }nb 34− { }na 1 2n
n na a+ − = *n N∈
1 37a b= n
n
b
a
{ }nb 34− 1
( ) ( )34 1 1 35nb n n= − + × − = − 37 37 35 2b = − = { }na
*
1 1 372 ( ) 2n
n na a n N a b+ − = ∈ = =,
1
1 2
1 1 2 2 1 1
2(2 1)( ) ( ) ( ) (2 2 2) 2 22 1
n
n n n
n n n n na a a a a a a a
−
− −
− − −
−= − + − +…+ − + = + +…+ + = =−
n
n
b
a
35
2
n
n
n
b n
a
−= 36n = n
n
b
a
36
36
36
1
2
b
a
=
36
1
2
1 1a = 2 5a =
3 12a = 4 22a =
2 1 12( )( 2) ( 2)( 3) 2 3n
n
n a n n n n
∴ = = −+ + + + +
1 1 1 1 1 1 1 1 22( ) 2( ) 2( ) 2( )3 4 4 5 2 3 3 3 3 9n
nS n n n n
∴ = − + − + + − = − =+ + + +
( 3)
2
n n + 2
3 9
n
n +
{ }na;对 , .
【解析】因为 , , , …………
所以
以上n个式子相加,得 。
【四】累积法求通项
1.例题
【例 1】已知数列{an}满足 a1=2
3,an+1= n
n+1an,求 an.
【解析】由条件知an+1
an = n
n+1,分别令 n=1,2,3,…,n-1,
代入上式得(n-1)个等式累乘之,
即a2
a1·a3
a2·a4
a3… an
an-1=1
2×2
3×3
4×…×n-1
n ,
∴an
a1=1
n,又∵a1=2
3,∴an= 2
3n.
2.巩固提升综合练习
【练习 1】已知数列{an}中,a1=1,an+1=2nan(n∈N*),则数列{an}的通项公式为( )
A.an=2n-1 B.an=2n C. D.
【解析】由 an+1 =2nan,得an+1
an =2n,即a2
a1·a3
a2·a4
a3… an
an-1=21×22×23×…×2n-1 ,即an
a1=21+2+3+…+(n-1) =
,故 an= a1= .故选 C.
【五】Sn 法(项与和互化求通项)
1 1a = 2 5a = 3 12a = 4 22a =
1 _______( 2)n na a n−− = ≥ *n N∈ _____na =
1 2 1 3 2 4 3 -1=1, - =4, - =7, - =10, , - =3 -2n na a a a a a a a n… … a
( )3 -1= 2n
n na
型如 的递推公式求通项可以使用累积法)(1 nfa
a
n
n =+
( 1)
22
n n
na
−
=
2
22
n
na =
( 1)
22
n n− ( 1)
22
n n− ( 1)
22
n n−1.例题
【例 1】已知数列 的前 n 项和 ,且 ,则 .
【解析】因为 ,所以 ,所以 ,
当 时, ,不符合上式,所以
【例 2】设数列 的前 项和 ,若 , ,则 的通项公式为
_____.
【解析】 时, ,化为: .
时, ,解得 .不满足上式.
∴数列 在 时成等比数列.
∴ 时, .
∴ .
故答案为: .
【例 3】设 Sn 是数列{an}的前 n 项和,且 a1=-1,an+1=SnSn+1,则 Sn=__________.
【答案】- .
【解析】试题分析:因为 ,所以 ,所以 ,
{ }na n nS 1 1a = − ( )*
1
1 02n nS a n N+− = ∈ { }na
2n ≥ 1 1
1 1
2 2n n n n na S S a a− += − = − 1 3n na a+ =
1n = 1 2
11 2a a− = = 2 2a = −
{ }na 2n ≥
2n ≥ 22 3n
na −= − ×
2
1, 1
2 3 , 2n n
s
na n−
− == − × ≥
2
1, 1
2 3 , 2n n
na n−
− == − × ≥
已知 Sn=f(an)或 Sn=f(n)解题步骤:
第一步 利用 Sn 满足条件 p,写出当 n≥2 时,Sn-1 的表达式;
第二步 利用 an=Sn-Sn-1(n≥2),求出 an 或者转化为 an 的递推公式的形式;
第三步 若求出 n≥2 时的{an}的通项公式,则根据 a1=S1 求出 a1,并代入{an}的通项公式进行验证,
若成立,则合并;若不成立,则写出分段形式.如果求出的是{an}的递推公式,则问题化归为类型二.
1
1,( 1)n
n n
sa s s n−
= − >
, (n=1)
{ }na nS 23 −= n
nS =na
23 −= n
nS )1(,23 1
1 >−= −
− nS n
n
11 3233 −− ×=−= nnn
na
1=n 12311 =−== Sa
=
>×=
−
1,1
132 1
n
na
n
n
,
1
n
1 1n n na S S+ += 1 1 1n n n n na S S S S+ + += − = 1
1 1
1 1 1n n
n n n n
S S
S S S S
+
+ +
− = − =即 ,又 ,即 ,所以数列 是首项和公差都为 的等差数列,所
以 ,所以 .
2.巩固提升综合练习
【练习 1】在数列{an}中,a1=1,a1+2a2+3a3+…+nan=n+1
2 an+1(n∈N*),求数列{an}的通项 an.
【解析】 由 a1+2a2+3a3+…+nan=n+1
2 an+1,得
当 n≥2 时,a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1=n
2an,
两式作差得 nan=n+1
2 an+1-n
2an,得(n+1)an+1=3nan(n≥2),
即数列{nan}从第二项起是公比为 3 的等比数列,且 a1=1,a2=1,于是 2a2=2,
故当 n≥2 时,nan=2·3n-2.
于是 an=Error!
【练习 2】记数列 的前 项和为 ,若 ,则数列 的通项公式为 ______.
【解析】当 时, ,解得 ;当 时, ,
,两式相减可得, ,故 ,设
,故 ,即 ,故 .故数列 是以 为
首项, 为公比的等比数列,故 ,故 .
故答案为:
【练习 3】已知数列{an}是递增的等比数列,且 a1+a4=9,a2a3=8.[
(1)求数列{an}的通项公式;
(2)设 Sn 为数列{an}的前 n 项和,bn= an+1
SnSn+1,求数列{bn}的前 n 项和 Tn.
【解析】(1)由题设可知 a1·a4=a2 ·a3=8,又 a1+a4=9,
可解得Error!或Error!(舍去).
由 a4=a1q3 得公比 q=2,故 an=a1qn-1=2n-1.
{ }na n nS 3 2 3n nS a n= + − { }na na =
1n = 1 1 13 1S a a= = − 1
1
2a = 2n ≥ 3 2 3n nS a n= + −
1 13 2 5n nS a n− −= + − 13 3 2n n na a a −= − + 1
3 12n na a −= −
( )1
3
2n na aλ λ−+ = + 2λ = − ( )1
32 22n na a −− = −
1
2 3
2 2
n
n
a
a −
− =− { }2na − 3
2
−
3
2
13 32 2 2
n
na
− − = − ⋅
32 2
n
na = −
32 2
n
na = −
1
1 1 1
n nS S+
− = − 1 1a = −
1 1
1 1 1S a
= = − 1
nS
1−
( )( )1 1 1 1
n
n nS
= − − − − = − 1
nS n
= −(2)Sn=a1(1-qn)
1-q =1-2n
1-2 =2n-1,又 bn= an+1
SnSn+1=Sn+1-Sn
SnSn+1 = 1
Sn- 1
Sn+1,
所以 Tn=b1+b2+…+bn=( 1
S1- 1
S2)+( 1
S2- 1
S3)+…+( 1
Sn- 1
Sn+1)= 1
S1- 1
Sn+1=1- 1
2n+1-1.
【练习 4】设数列 满足 .
(1)求 的通项公式;
(2)求数列 的前 项和 .
【解析】(1)由 n=1 得 ,因为 ,
当 n≥2 时, ,
由两式作商得: (n>1 且 n∈N*),
又因为 符合上式,[来源:Z。xx。k.Com]
所以 (n∈N*).
(2)设 ,
则 bn=n+n·2n,
所以 Sn=b1+b2+…+bn=(1+2+…+n)+
设 Tn=2+2·22+3·23+…+(n-1)·2n-1+n·2n,①
所以 2Tn=22+2·23+…(n-2)·2n-1+(n-1)·2n+n·2n+1,②
①-②得:-Tn=2+22+23+…+2n-n·2n+1,
所以 Tn=(n-1)·2n+1+2.
所以 ,
即 .
【练习 5】已知数列 的前 项和为 , , .
(1)求证:数列 是等差数列;
{ }na 1 2 32 3 ... 2 (n N*)n
na a a na⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ∈
{ }na
12 2n
na
+ +
n nS
1a = 2 ( )1 2 32 3 ... 2 n N *n
na a a na⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ∈
( ) ( )1
1 2 3 12 3 ... 1 2 n 2n
na a a n a −
−⋅ ⋅ ⋅ ⋅ − = ≥
2
na n
=
1a = 2
2
na n
=
12 2n
n
n
b a
++=
2 3 12 2 2 3 2 ( 1)2 2n nn n− + ⋅ + ⋅ + + − + ⋅
( )1
2n n
n nS T
+= +
( ) ( )1 11 2 22
n
n
n nS n + += − ⋅ + +
{ }na n nS 1
1
2a = 2 0( 2)n n n nS a S a n− + = ≥
1
nS
(2)若 ,设数列 的前 项和为 ,求 .
【解析】(1)证明:因为当 时, ,
所以 . 所以 ,
因为 ,所以 ,所以 ,
所以 .
所以 是以 为首项,以 1 为公差的等差数列.
(2)由(1)可得 ,所以 .
∴
∴
【六】构造法求通项
1
,3
2 ,
n
n
n
S nC n
n−
= +
为奇数
为偶数
{ }nC n nT 2nT
2n ≥ 1n n na S S −= −
( )2
1 1 0n n n n n nS S S S S S− −− − + − = 1 1 0n n n nS S S S− −+ − =
1
1
2a = 2
1
6a = − 1 0n nS S− ≠
1
1 1 1
n nS S −
− =
1
nS
1
1 2S
=
1 2 ( 1) 1
n
n nS
= + − = + 1
1nS n
= +
( )( ) ( )
( )1
1
1 3
2
n
n
nn nC
n−
+ +=
为奇数
为偶数
( )1 3 2 1
2
1 1 1 1 1 1 1 2 2 22 2 4 4 6 2 2 2
n
nT n n
− = − + − + + − + + + + +
2 1 2 11 1 1 2 2 2 5 1
2 2 2 2 3 3 12 4 4
n n
n n
+ +− = − + = − − + + 1.例题
【例 1】已知数列{an}中,a1=1,an+1=2an+3,求 an.
【解析】递推公式 an+1=2an+3 可以转化为 an+1-t=2(an-t),即 an+1=2an-t,则 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+1
bn =an+1+3
an+3 =2.
所以{bn}是以 4 为首项,2 为公比的等比数列.
所以 bn=4×2n-1=2n+1,即 an=2n+1-3.
【例 2】已知数列{an}满足 an+1=2an+n,a1=2,求数列{an}的通项公式.
【解析】令 ,即
解得 , ,所以数列 以 为首项,公比为 2 的等比
数列。 ,即
【例 3】已知数列{an}满足 an+1=2an+3×5n,a1=6,求数列{an}的通项公式.
【解析】法一:设 an+1+x×5n+1=2(an+x×5n),①
将 an+1=2an+3×5n 代入①式,得 2an+3×5n+x×5n+1=2an+2x×5n,等式两边消去 2an,得 3×5n+x×5n+1=
2x×5n,两边除以 5n,得 3+5x=2x,则 x=-1,代入①式得 an+1-5n+1=2(an-5n).②
由 a1-51=6-5=1≠0 及②式得 an-5n≠0,则an+1-5n+1
an-5n =2,则数列{an-5n}是以 1 为首项,2 为公比的
等比数列,则 an-5n=2n-1,故 an=2n-1+5n.
1.型如 an+1=pan+q(其中 p,q 为常数,且 pq(p-1)≠0)可用待定系数法求得通项公式,步骤如下:
第一步 假设将递推公式改写为 an+1+t=p(an+t);
第二步 由待定系数法,解得 t= q
p-1;
第三步 写出数列 的通项公式;
第四步 写出数列{an}通项公式.
2.an+1=pan+f(n)型
【参考思考思路】确定 设数列 列关系式
比较系数求 ,
解得数列 的通项公式 解得数列 的通项公式
−+
1p
qan
( )f n → { }1 ( )na f nλ+ →
)]([)1( 1211 nfanfa nn λλλ +=+++ → 1
λ 2
λ
→ { }1 ( )na f nλ+ → { }na
)(2)1(1 µλµλ ++=++++ nana nn λµλ −++=+ naa nn 21
1,1 == µλ 21
1)1(1 =++
++++
na
na
n
n 1}{ ++ nan 4111 =++a
1241 −×=++ n
n na 124 1 −−×= − na n
n法二:an+1=2an+3×5n,即 ,[来源:Z.Com]
令 ,所以
所以数列 是以 为首项,公比为 的等比数列,
故 an=2n-1+5n.
【例 4】 已知数列 满足: , ,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】数列 满足: ,
是以 为首项 为公差的等差数列,
故答案为:B.
2.巩固提升综合练习
【练习 1】已知数列{an}满足 an+1=3an+2,且 a1=1,则 an=________.
【解析】 设 an+1+A=3(an+A),化简得 an+1=3an+2A.
又 an+1=3an+2,∴2A=2,即 A=1.
∴an+1+1=3(an+1),即an+1+1
an+1 =3.
∴数列{an+1}是等比数列,首项为 a1+1=2,公比为 3.
则 an+1=2×3n-1,即 an=2×3n-1-1.
【练习 2】已知数列{an}的首项为 a1=1,且满足 an+1=1
2an+ 1
2n,则此数列的通项公式 an 等于( )
A.2n B.n(n+1) C. n
2n-1 D.n(n+1)
2n
【解析】 ∵an+1=1
2an+ 1
2n,∴2n+1an+1=2nan+2,即 2n+1an+1-2nan=2.
又 21a1=2,∴数列{2nan}是以 2 为首项,2 为公差的等差数列,∴2nan=2+(n-1)×2=2n,∴an= n
2n-1.
【练习 3】已知非零数列 的递推公式为 , .
(1)求证数列 是等比数列;
{ }na 1 1a = 1
12 2 ( 2, )n
n na a n n N−
−= + ≥ ∈ na =
2n
na n= ⋅ 12n
na n −= ⋅ (2 1) 2n
na n= − ⋅ 1(2 1) 2n
na n −= − ⋅
{ }na 1 1a = 1
12 2 ( 2, )n
n na a n n N−
−= + ≥ ∈ 1 1
1 1
1 1 ,2 2 2 2 2 2
n n n n
n n n n
a a a a− −
− −⇒ = + ⇒ − =
2
n
n
a ∴
1
2
a 1
2
( ) 11 11 22 2 2 2
nn
nn
a nn a n −∴ = + − = ⇒ = ⋅
5
3
55
2
5 1
1 +⋅=+
+
n
n
n
n aa
)55
2
5 1
1 λλ +=++
+
n
n
n
n aa ( λ
5
3
55
2
5 1
1 −⋅=⇒ +
+
n
n
n
n aa 1−=⇒ λ
}15{ −
n
na
5
115
1 =−a
5
2 1
5
2
5
115
−⋅=−∴ n
n
na )(
{ }na 1 1a = ( )1 12n n n na a a a n N ∗
+ += + ∈
11
na
+
(2)若关于 的不等式 有解,求整数
的最小值;
(3)在数列 中,是否一定存在首项、第 项、第 项 ,使得这三项依次成等差数列?
若存在,请指出 所满足的条件;若不存在 ,请说明理由.
【解析】(1)由 ,得 ,
法一:即 ,
法二:由上, ,
所以 是首项为 2,公比为 2 的等比数列.
(2)由(1)可得: ,所以已知的不等式等价于
令 ,[来源:Z*xx*k.Com]
则 ,
所以 单调递增,则
,
于是 ,即 ,故整数 的最小值为 4.
(3)由上面得 ,则
要使 成等差数列,只需 ,
即
因为 ,则上式左端 ;又因为上式右端
n
2 2 2
1 2
1 1 1 5
21 1 1log 1 log 1 log 1
n
m
n n na a a
+ +⋅⋅⋅+ < − + + + + + +
m
( )1 1 1 n
na
+ − −
r s ( )1 r s< <
r s、
1 12n n n na a a a+ += +
1
1 2 1
n na a+
− =
1
1 11 2( 1)
n na a+
+ = +
nn aa
211
1
+=
+
=
+
+
+
11
11
1
n
n
a
a 2
11
22
11
121
=
+
+
=
+
++
n
n
n
n
a
a
a
a
1{1 }
na
+
11 2n
na
+ = 1 1 1 5... ,1 2 2mn n n n
+ + + < −+ + +
1 1 1( ) ...1 2f n n n n n
= + + ++ + +
1 1 1 1 1( 1) ( ) 02 1 2 2 1 2 1 2 2f n f n n n n n n
+ − = + − = − >+ + + + +
( )f n
min
1( ) (1) 2f n f= =
1 5
2 2m< − 3m > m
1
2 1n na = −
1 1 ( 1) 2 ( 1)n n n
n
n
ba
+ + − = − − =
1, ,r sb b b 1 2s rb b b+ =
( ) ( )12 2 1 2 1 3s rs r+− = − − − −
1,s r≥ + 12 2 0s r+− ≥ ( ) ( )-1 2 1 3 0s r− − − ≤于是当且仅当 ,且 为不小于 4 的偶数时, 成等差数列.
【七】其他求通项方法
1.例题
【例 1】 已知数列 满足 , ,则 ( )
A. B. C. D.
【解析】依题意, , ,所以 ,所以数列是周期为
的数列,且每 项的积为 ,故 ,故选 B.
【例 2】若数列{an}中,a1=3 且 an+1=a2n(n 是正整数),则它的通项公式 an 为________________.
【解析】由题意知 an>0,将 an+1=a 2n两边取对数得 lg an+1=2lg an,即lg an+1
lg an
=2,所以数列{lg an}是以 lg
a1=lg 3 为首项,2 为公比的等比数列,lg an=(lg a1)·2n-1= .即 an= .
【例 3】已知数列 满足递推关系: , ,则 =( )
A. B. C. D.
【解析】由 得: ,即
又 ,则 , 数列 是以 为首项, 为公差的等差数列
, ,本题正确选项:
2.巩固提升综合练习
【练习 1】 已知数列{an}的前 n 项和是 Sn,且满足 an+1= 1
1-an(n∈N*), ,则 S2 017=( )
【解析】∵an+1= 1
1-an(n∈N*),
{ }na 1
1
3a = 1
1
1
n
n
n
aa a+
+= −
*( )n N∈ 2012 3 91a a a a……⋅ ⋅ =
3− 2− 1
2
− 1
3
−
1
1
3a = 1
1
1
n
n
n
aa a+
+= − 2 3 4 5
1 12, 3, , ,2 3a a a a= = − = − = 4
4 ( )1 12 3 13 2
⋅ ⋅ − ⋅ − = 1 2 3 2019a a a a⋅ ⋅ ⋅⋅⋅⋅⋅ = 1 2 3 2a a a⋅ ⋅ = −
{ }na 1 1
n
n
n
aa a+ = + 1
1
2a = 2018a
1
2016
1
2017
1
2018
1
2019
1 1
n
n
n
aa a+ = + 1
11 1 1n
n n n
a
a a a+
+= = +
1
1 1 1
n na a+
- =
1
1
2a =
1
1 2a
= ∴ 1
na
2 1
( )
2018
1 2 2018 1 1 2019a
∴ = + − × =
2018
1
2019a∴ = D
1s r= + s 1, ,r sb b b
12lg 3 n− 123 n−
2
1
1 =a∴ , ,
.∴数列{an} 是周期为 3 的周期数列.a1+a2+a3=3
2.∴S2 017=672×3
2+1
2=2 017
2 .
【练习2】 在数列 中,已知 , ,则 _______,归纳可知 _______.
【解析】∵ , ,∴ ,
由 ,取倒数得 ,得 ,
即数列 是以公差 的等差数列,首项为 ,则 ,
即
故答案为: (1). (2).
【八】特征根和不动点法求通项(自我提升)
1.例题
【例 1】已知数列 满足 ,求数列 的通项 .
【解析】其特征方程为 ,解得 ,令 ,
{ }na 1 2a = ( )*
1 3 1
n
n
n
aa n Na+ = ∈+ 2a = na =
1 2a = ( )*
1 3 1
n
n
n
aa n Na+ = ∈+
1
2
1
2 2
3 1 3 2 1 7
aa a
= = =+ × +
( )*
1 3 1
n
n
n
aa n Na+ = ∈+ 1
3 11 13n
n n n
a
a a a+
+= = +
1
1 1 3
n na a+
− =
1
na
3d = 1
2
( )1 1 6 53 12 2n
nna
−= + − =
*2 ,6 5na n Nn
= ∈−
2
7
2
6 5n −
{ }na *
1 2 2 12, 3, 3 2 ( )n n na a a a a n N+ += = = − ∈ { }na na
2 3 2x x= − 1 21, 2x x= = 1 21 2n n
na c c= ⋅ + ⋅
2
2
11
1
1
1
1
2 =
−
=−=
aa 121
1
1
1
2
3 −=−=−=
aa 1
3
4 2
1
)1(1
1
1
1 aaa ==−−=−=
一、形如 是常数)的数列
形如 是常数)的二阶递推数列都可用特征根法求得通项
,其特征方程为 …①
若①有二异根 ,则可令 是待定常数)
若①有二重根 ,则可令 是待定常数)
再利用 可求得 ,进而求得 .
2 1 ( ,n n na pa qa p q+ += +
1 1 2 2 2 1, , ( ,n n na m a m a pa qa p q+ += = = +
na 2x px q= +
,α β 1 2 1 2( ,n n
na c c c cα β= +
α β= 1 2 1 2( ) ( ,n
na c nc c cα= +
1 1 2 2, ,a m a m= = 1 2,c c na由 ,得 , .
【例 2】已知数列 满足 ,求数列 的通项 .
【解析】其特征方程为 ,解得 ,令 ,
由 ,得 , .[来源:学.科.网]
2.巩固提升综合练习
【 练 习 1 】 设 为 实 数 , 是 方 程 的 两 个 实 根 , 数 列 满 足 ,
, ( …).
(1)证明: , ;
(2)求数列 的通项公式;
(3)若 , ,求 的前 项和 .
【解析】(1)由求根公式,不妨设 ,得
,
(2)设 ,则 ,由
得, ,消去 ,得 , 是方程 的根,
由题意可知,
①当 时,此时方程组 的解记为
即 、 分别是公比为 、 的等比数列,
1 1 2
2 1 2
2 2
4 3
a c c
a c c
= + =
= + =
1
2
1
1
2
c
c
= =
11 2n
na −∴ = +
{ }na *
1 2 2 11, 2,4 4 ( )n n na a a a a n N+ += = = − ∈ { }na na
24 4 1x x= − 1 2
1
2x x= = ( )1 2
1
2
n
na c nc = +
1 1 2
2 1 2
1( ) 12
1( 2 ) 24
a c c
a c c
= + × =
= + × =
1
2
4
6
c
c
= −
= 1
3 2
2n n
na −
−∴ =
p q, α β, 2 0x px q− + = { }nx 1x p=
2
2x p q= − 1 2n n nx px qx− −= − 3 4n = ,,
pα β+ = qαβ =
{ }nx
1p = 1
4q = { }nx n nS
( )1
1
1n
n
a n Na+ += − ∈+ na b= n
3
2 1
1
1 1 1111 11
n n
n n
n
a aa a
a
+
+ +
+
= − = − = − − =+ − ++
{ }na 116 aa =
{ }na 1
1
2a = 1 3 1n na a+ = +
1
2na +
{ }nb 1 1b = 1
1
2n n nb b a+ − = + { }nb
1 3 1n na a+ = + 1
1 132 2n na a+
+ = +
1
2na +
11 32
n
na −+ = 1 13 2
n
na −= −
1
1
2n n nb b a+ − = + 1
1 3n
n nb b −
+ − =
0
2 1 3b b∴ − =
1
3 2 3b b− =
2
1 3n
n nb b −
−− = 2n ≥
1 2 21 1 3 3 3n
nb −− = + + + +
11 31 1 3
n
nb
−−∴ − = −
13 1
2
n
nb
− +∴ =7.已知数列 的前 项和为 , , .
(1)求 ;
(2)求证: .
【解析】(1)∵ ,∴ ,
两式相减得, ,∴ ,
∴
又 ,满足上式.
∴ .
(2)由(1)得 .
∴
.
8.已知 f(x)=logmx(m>0 且 m≠1),设 f(a1),f(a2),…,f(an),…是首项为 4,公差为 2 的等差数列,
求证:数列{an}是等比数列,并求 .
【解析】证明 由题意知 f(an)=4+2(n-1)=2n+2=logman,
∴an=m2n+2,∴an+1
an =m2(n+1)+2
m2n+2 =m2,
∵m>0 且 m≠1,∴m2 为非零常数,
∴数列{an}是等比数列.由 ,所以 ,所以
9.已知数列 满足: , , .
{ }na n nS 1 2a = 1 ( 2)3n nS n a= +
na
1 2
1 1 1 1
na a a
+ +…+ <
( )3 2n nS n a= + ( ) ( )1 13 1 2n nS n a n− −= + ≥
( ) ( ) 13 2 1n n na n a n a −= + − + ( )
1
1 21
n
n
a n na n−
+= ≥−
1 2 3 2
1
1 2 3 2 1
1 1 4 3 2 ( 1), 21 2 3 2 1
n n n
n
n n n
a a a a a n n na a n n na a a a a n n n
− −
− − −
+ −= ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ ⋅⋅ ⋅ ⋅ = + ≥− − −
1 2a =
( )1 ( *)na n n n N= + ∈
( )
1 1 1 1
1 1na n n n n
= = −+ +
( )1 2
1 1 1 1 1 1
1 2 2 3 1na a a n n
+ +…+ = + +…+⋅ ⋅ +
1 1 1 1 11 2 2 3 1n n
= − + − +…+ − +
11 11n
= −
nS n∴ =
2n∴ ≥ 1 1n n na S S n n−= − = − − 1 1 1a S= =
∴ { }na 1na n n= − −(2)解:
依题意有 ,解得 ,
故所求最大正整数 的值为 .
12.已知数列 中, ,其前 项的和为 ,且当 时,满足 .
(1)求证:数列 是等差数列;
(2)证明: .
【解析】(1)当 时, , ,即
从而 构成以 1 为首项,1 为公差的等差数列.
(2)由(1)可知, , .
则当 时 .
故当 时
又当 时, 满足题意,故 .
法二:则当 时 ,
那么
( )( )4
2 2
4 1 2 1 2 1n
n
b S n n = =− − +
1 1
2 1 2 1n n
= −− +
1 1 11 3 3 5nT∴ = − + − + 1 1
2 1 2 1n n
⋅⋅⋅+ − =− +
11 2 1n
− +
*n N∈ 1
2
3nT T∴ ≥ =
( )22 1 33 6 m m> − 1 4m− < <
m 3
{ }na 1 1a = n nS 2n ≥
2
1
n
n
n
Sa S
= −
1
nS
2 2 2
1 2
7
4nS S S+ + + 1 1n nS S −− =
{ }nS ( )1 1 1nS n n= + − × = 2
nS n=
2n ≥ ( )22
1 1 2 1n n nb S S n n n−= − = − − = −
( )2 1nb n n ∗= − ∈N
( ) ( )1212
1
75
1
53
1
31
11111
1433221 +×−++×+×+×=++++=
+ nnbbbbbbbbT
nn
n
+−−++
−+
−+
−=
12
1
12
1
2
1
7
1
5
1
2
1
5
1
3
1
2
1
3
112
1
nn
1 112 2 1 2 1
n
n n
= − = + +
1000
2 1 2015n
nT n
= >+
1000
15n > 1000
2015nT >