王寧嵐
【摘要】本文根據(jù)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)結(jié)合高考題,淺談求數(shù)列題的常用策略:化歸轉(zhuǎn)化策略,數(shù)列問(wèn)題??苫瘹w為等差(等比)數(shù)列或化歸為我們熟悉的數(shù)列問(wèn)題去求解,就數(shù)列通項(xiàng)公式的幾種初等求法作一總結(jié).
【關(guān)鍵詞】通項(xiàng)公式;遞推公式;求法
一、公式法
例1 數(shù)列{a璶}為等差數(shù)列,a璶為正整數(shù),其前n項(xiàng)和為S璶,數(shù)列{b璶}為等比數(shù)列,且a1=3,b1=1,數(shù)列{b璦璶}是公比為64的等比數(shù)列,b2S2=64.求a璶,b璶.
解 設(shè){a璶}的公差為d,{b璶}的公比為q,則d為正整數(shù),
a璶=3+(n-1)d,b璶=q琻-1.
依題意有b璦璶+1[]b璦璶=q3+nd[]q3+(n-1)d=q琩=64=26,
S2b2=(6+d)q=64.
①
由(6+d)q=64知q為正有理數(shù),故d為6的因子1,2,3,6之一.
解①得d=2,q=8.故a璶=3+2(n-1)=2n+1,b璶=8琻-1.
評(píng)注 這類問(wèn)題的遞推式為a璶+1=a璶+d及a璶+1=aqa璶(d,q為常數(shù))時(shí),可直接轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列從而用公式求解.
二、已知數(shù)列前n項(xiàng)和S璶求通項(xiàng)a璶
例2 設(shè)數(shù)列{a璶}的前n項(xiàng)和為S璶,已知a1=a,a璶+1=S璶+3琻,n∈N*.設(shè)b璶=S璶-3琻.求數(shù)列{b璶}的通項(xiàng)公式.
解 依題意,S璶-1-S璶=a璶+1=S璶+3琻,即S璶+1=2S璶+3琻,
由此得S璶+1-3琻+1=2(S璶-3琻).
因此,所求通項(xiàng)公式為b璶=S璶-3琻=(a-3)2琻-1,n∈N*.
評(píng)注 這類問(wèn)題往往能從題目中得到數(shù)列的前n項(xiàng)和S璶和通項(xiàng)a璶的關(guān)系式,通常
利用公式a璶=S1, (n=1)
S璶-S璶-1,(n≥2)求通項(xiàng).用此公式時(shí)要注意結(jié)論有兩種可能,一種是“一分為二”,即分段式;另一種是“合二為一”,即將a1和a璶合為一個(gè)表達(dá)式.
三、疊加法或疊乘法
類型1 若數(shù)列{a璶},通項(xiàng)公式滿足遞推公式:a璶+1=a璶+f(n),f(n)為可求的和.a璶=a璶-a璶-1+a璶-1-a璶-2+…+a2-a1+a1=f(n-1)+f(n-2)+…+f(1)+a1.
類型2 若數(shù)列{a璶},通項(xiàng)公式滿足遞推公式:a璶+1=a璶·f(n),f(n)為可求的積.a璶=a璶[]a璶-1·a璶-1[]a璶-2·…·a3[]a2·a2[]a1=f(n-1)f(n-2)·…·f(1)a1.
例3 在數(shù)列{a璶}中,a1=1,a2=2,且a璶+1=(1+q)a璶-qa璶-1,(n≥2,q≠0).
(Ⅰ)設(shè)b璶=a璶+1-a璶(n∈N*),證明{b璶}是等比數(shù)列;(Ⅱ)求數(shù)列{a璶}的通項(xiàng)公式.
解 (Ⅰ)略.
(Ⅱ)由(Ⅰ)可得
a2-a1=1,
a3-a2=q,
……
a璶-a璶-1=q2,(n≥2).
將以上各式相加,得a璶-a1=1+q+…+q琻-2,(n≥2).
所以當(dāng)n≥2時(shí),a璶=
1+1-q琻-1[]1-q,q≠1,
n,q=1.
上式對(duì)n=1顯然成立.故通項(xiàng)為
a璶=1+1-q琻-1[]1-q,q≠1,
n,q=1.
評(píng)注 一般地,對(duì)于形如a璶+1=a璶+f(n)類的通項(xiàng)公式,只要f(1)+f(2)+…+f(n)能進(jìn)行求和,則宜采用此方法求解,稱之為疊加法.
另外,對(duì)于形如a璶+1=f(n)·a璶類的通項(xiàng)公式,當(dāng)f(1)·f(2)·…·f(n)的值可以求得時(shí),宜采用此方法,稱之為疊乘法.
例如:已知數(shù)列{a璶}滿足a1=1,S璶=(n+1)a璶[]2,(n∈N),求{a璶}的通項(xiàng)公式.
析 ∵2S璶=(n+1)a璶,(n∈N),2S璶-1=na璶-1,(n≥2,n∈N),
兩式相減得2a璶=(n+1)a璶-na璶-1,∴a璶[]a璶-1=n[]n-1,(n≥2,n∈N).
于是有a2[]a1=2[]1,a3[]a2=3[]2,a4[]a3=4[]3,…,a璶[]a璶-1=n[]n-1,(n≥2,n∈N).
以上各式相乘,得a璶=na1=n,(n≥2,n∈N),又a1=1,∴a璶=n,(n∈N+).
四、構(gòu)造等差數(shù)列或等比數(shù)列
若數(shù)列{a璶},通項(xiàng)公式滿足遞推公式:a璶+1=pa璶+q,p,q為常數(shù),p=1時(shí)為等差,q=0時(shí)為等比.當(dāng)p≠1,q≠0時(shí),有以下兩種構(gòu)造形式:
構(gòu)造1 由等式的兩邊除以p琻+1可得:a璶+1[]p琻+1=a璶[]p琻+q[]p琻+1,轉(zhuǎn)化類型1,可求其通式.
構(gòu)造2 設(shè)存在α,使得a璶+1+α=p(a璶+α),解得α=q[]p-1,即 a璶+1+q[]p-1=pa璶+q[]p-1,則a璶+q[]p-1以a1+q[]p-1為首項(xiàng),p為公比的等比數(shù)列,可求其通式.
求數(shù)列通項(xiàng)是學(xué)習(xí)數(shù)列時(shí)的一個(gè)難點(diǎn),也是高考中的一個(gè)重點(diǎn).由于求通項(xiàng)公式時(shí)滲
透了大量的數(shù)學(xué)思想方法,如邏輯方法中的歸納與演繹,類比、分析與綜合,非邏輯方法中的反思維定式等,因此求解過(guò)程中往往顯得方法多、靈活度大、技巧性強(qiáng).本文力圖通過(guò)歸納,引導(dǎo)讀者不僅關(guān)注一類題的解法(通法),也要在歸納中反思數(shù)學(xué)思想方法,從而讓數(shù)學(xué)思想方法能更廣泛、深入地運(yùn)用于數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)之中.
【參考文獻(xiàn)】
[1]李盤喜.高中數(shù)學(xué)解題題典.長(zhǎng)春:東北師范大學(xué)出版社,2001.
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