李志娜
由遞推式求數(shù)列的通項公式問題在數(shù)列中比較常見,此類問題的難度一般不大,但題型多變,需根據(jù)遞推式的形式、特點,采用不同的方法進(jìn)行求解.本文重點探討一下三類遞推式以及求數(shù)列通項公式的方法.
一、a=pa+q型
對于形如a=pa+q(p、q為非零常數(shù))的遞推式,當(dāng)p=1時,數(shù)列{a}是等差數(shù)列,可直接根據(jù)等差數(shù)列的通項公式進(jìn)行求解;當(dāng)p≠1時,需設(shè)a+t=p(a+t),將其與a=pa+q中a的系數(shù)、常數(shù)進(jìn)行對比,求得t的值,以便構(gòu)造出等比數(shù)列{a+t},進(jìn)而根據(jù)等比數(shù)列的通項公式求得{a}的通項公式.
例1.已知在數(shù)列{a}中,a=1,a=2a+3,求數(shù)列{a}的通項公式.
解:設(shè)a+t=2(a+t),
則a=2a+t,
由a=2a+3可得t=3,
故數(shù)列{a+3}是首項為a+3=4,公比為2的等比數(shù)列,
所以a+3=4·2,
因此數(shù)列{a}的通項公式為a=2-3.
引入?yún)?shù)t,便可構(gòu)造出首項為4、公比為2的等比數(shù)列,根據(jù)等比數(shù)列的通項公式即可求得數(shù)列的通項公式.解答本題,關(guān)鍵是根據(jù)遞推式的特點設(shè)出新的關(guān)系式,據(jù)此構(gòu)造出等比數(shù)列.
二、a=pa′型
當(dāng)遇到形如a=pa′(p>0,且p、r為非零常數(shù))的遞推式時,可在遞推式a=pa′的左右兩邊同時取對數(shù),得到lga=rlga+lgp.當(dāng)r=1時,{1ga}是公差為lgp的等差數(shù)列,運用等差數(shù)列的通項公式即可求得數(shù)列的通項公式;當(dāng)r≠1且p=1時,{lga}是公比為r的等比數(shù)列,可根據(jù)等比數(shù)列的通項公式解題.當(dāng)r≠1且p≠1時,需將問題轉(zhuǎn)化為a=pa+q(p、q為非零常數(shù))型數(shù)列的通項公式問題進(jìn)行求解.
例2.已知數(shù)列{a}中,a=2,a=a,求數(shù)列{a}的通項公式.
解:由題意可知a>0,
在a=a的左右兩邊同時取對數(shù)得lga=1ga,
∴l(xiāng)ga=3lga,
∴數(shù)列{lga}是首項為lga=lg2、公比為3的等比數(shù)列,
∴l(xiāng)ga=3lg2=lg2,
∴{a}的通項公式為a2.
本題中的遞推式為。a=pa′型,且r≠l,于是在遞推式的左右兩邊同時取對數(shù),得到lga=3lna,構(gòu)造出等比數(shù)列{lga},根據(jù)等比數(shù)列的通項公式就能求得{a}的通項公式.
解答本題的關(guān)鍵是在遞推式的左右兩邊同時取倒數(shù),構(gòu)造出等差數(shù)列.此類遞推式的特點是:(1)遞推式為分式;(2)分子、分母中同時含有a或a.
由此可見,由復(fù)雜的遞推式求數(shù)列的通項公式,可通過引入待定系數(shù)、取對數(shù)、取倒數(shù)等方式,將遞推式進(jìn)行變形,以便構(gòu)造出等差數(shù)列或等比數(shù)列,將問題轉(zhuǎn)化為常規(guī)的等差、等比數(shù)列問題來求解.