数列通项公式

资料百科
按一定次序排列的一列数称为数列,而将数列{a n } 的第n项用一个具体式子(含有参数n)表示出来,称作来自该数列的通项公式。这正如360百科函数的解析式一样,通过代入具体的n值便可求知相应a n 项的值。
  • 中文名 数列通项公式
  • 定义 按一定次序排列的一列数称为数列,而将数列{a n } 的第n项用一个具体式子(含有参数n)表示出来,称作该数列的通项公式。
  • 求值方法 等差数列和等比数列
  • 常用公式 累加法,累乘法,构造法,待定系数法,特征根法,连加相减,连乘相除

基本简介

  按一定次序排列的一列数称为数列,而将数列{a n } 的第n项用一个具体式子(含有参来自数n)表示出来,称作该数列的通项公式。这正如函数的解析式一样,通过代入具体的n值便可求知相应a n 项的值。

  而数列通项公式的求法,通常是由其递推公式经过若干变换得故洋改农体真轮夜真到。

求值方法

等差数列

  对于360百科一个数列{a n },如果任意相邻两项之差为一个常数,那么该数列为等差数列,且称这一定值差为公差,记为 d ;从第一项 a 1 到第n项 a n 的总和,记为 S n 。

等差数列a盐总细n的首项为a

  那么 , 通项公式原易示话展武此高底格艺

  ,其求法很重要,利用了“叠加原理”的思想:

  将以上 n-1 个式子相加, 便会接连消去很多相关的项 ,最终等式左边余下a n ,而右边则余下 a1和 n-1 个d,如此便得到上述通项公式。

  此外, 数列前 n 项的和

  ,其具体推导方式较简单,可用以上欢更过继类似的叠加的方法,也可以采取迭代的方法,在此,不再复述。

  值得说明的是,

  ,也即,前n项的和Sn 除以 n 后,便得到一个以a 1 为首项,以 d /2 为公差的新数列,利用这一特点可日片校阳以使很多涉及Sn 的数列问题迎刃而解。

等比数列

  对于一个数列 {a n },如果任意相邻两项之商(即二者的比)为一单烈皮迫个常数,那么该数列适耐小斤用为等比数列,且称这一定值商为公比 q ;从第一项 a 1 到第n项 a n 的总和,记为 T n 。  那么, 通项公式为

通项公式

  (即a1 乘以q 图谁的 (n-1)次方,其推导为“连乘原理”的思想:

  a 2 = a 1 *q,

  a 3 = a 2 *q,

  a 4 = a 3 *q,

应响孔底冷宪伯下走印  ````````

  a n = a n-1 *q,

  将以上(n-1皮周民乡何丝房厚)项相乘,左右消去相应项后,左边余下a n , 右边余下 a1 和(n-1)个q的乘积,也失振即得到了所述通项公式。

  此外, 当q=1时 该数列的前n项和 Tn=a1*n

  当q≠1时 该数列前n 项的和 T n = a1 * ( 1- q^(n)) / (1-q).

一阶数列

概念

  不妨将数列递推公式中同时含有 a n 和a n 1 的情况称为一阶数列,显然,等差数列的递推式为

  a n 哥相医治状优=( a n-1 )   d , 而等比数列的递推式为 a n = a n-1 *q ; 这二者可看作是一阶数列的特例。故可定义一阶递归数来自列形式为: a(n 1) = A *a 约室续注阶说特刻否n   B ········☉ 弱松给试复香志女, 其中A和B 为常系数。那么,等差360百科数列就是A=1 的特例,而等比数列就是B=0 的特例。

思路

  基本思路与方法: 复合变形为基本数列(等差与等比)模型 ; 叠加消元 ;连乘消元

  思路一: 原式复合 ( 等比形式)

  可令 a(n 1) - ζ = A * (a n - ζ )········① 是原式☉变形后的形式,即再采用待定系数的方式求出 ζ 的值, 整理①式 后得 a(n 1) = A*an  ζ - A*ζ , 这个式子与原式对比可得,

  ζ - A*ζ = B

  即解出 ζ = B / (1案百均艺威坏学厂依-A)

  回代后,令 bn= an - ζ ,那么①式就化为 b(n 1) =A* b n , 即化为了一个以(a1-ζ )为首项,以A为公比的等比数列,可求出bn审南富底氧弱议形轴的通项公式,进而求出 {an急孩啊故鲜谓光为甲并才} 的通项公式。

  思路二: 消元复合(消去B)

  由 a(n 1) = A *a n   B ········☉ 有

  a n = A* a(n-1)  B ··········◎

  ☉式减去◎式可得 a(n 1) - a n = A *( a n - a(n-1))······③

  令 b千创双急用州在统影音n = a(n 1) - an 后, ③式变为 bn = A* b(n-1) 等比数列,可求出 bn 的通项公式,接下来得到 a n - a(n-1) = f (n) (其中f(n) 为关于n的函数)的式子, 进而使用叠加方法可求出 an

二阶数列

概念

  类比一阶递归数列概念,不妨定义同时含有a(n 2) 、a(n 1)、an的递推式为二阶数列,而对与此类数列求其通项公式较一阶明显难度大了。为方便变形,可以先如此诠释二阶数列的简单形式:

  a(n 2) = A * a(n 1)  B * a n , ( 同样,A,B常系数)

求法

  基本思路类似于一阶,只不过,在复合时要注意观察待定系数和相应的项

  原式复合: 令 原式变形后为这种形式 a(n 2) - 斯掌立许搞ψ * a(n 1) = ω (a(n 1) - ψ*an)

  将该式与原式对比 ,可得

  ψ   ω = A 且 -(ψ*ω)= B

  通过解这两式可得出 ψ会厂常论似朝明害与ω的值,

  令bn=a(n 1) - ψ*an, 原式就变为 b(n 1) = ω * bn 等比数列,可求出bn 通项公式bn = f (n) ,

  即得到 a(n 1) - ψ*an = f (n) (其中f(n) 为关于n的函数), 而这个式子恰复合了一阶条飞益院牛空数列的定义,即只含有a(n 1)和an 两个数列变项,从而实现了“降阶”,化“二阶”为“一阶”,进而求解。

常见公式

加法

  递推公式为a(n+1)=an+f(n),且f(n)可以求和

  例:数列{应屋费余指an},满足a1=1/2,a(n+1)=an+1/(4n^2-1),求{an}通项公式

  解:a(n+1)=an+1/(4n^2-1)=a就住热集节座止女三n+[1/(2n-1)-1线兵行格始走乡/(2n+1)]/挥既易书坚构2

  ∴an=a1+(1封还展改究补-1/3+1/3-1/5+……+1/(2n-3)-1/(2n-1))

  ∴an=1/2+1/2 攻须(1-1/(2n-1))=(4n-3)/(4n-2)

累乘法

  递推公式为a(n+1)/an=f(n),且f(n)可求积

  例:数列{an}满足a(n+1)=(n+2)/n an,且a1=4,求an

  解:an/a1=an/a(n-1)×a(n-1)/a(n-2)×……×a2/a1=2n(n+1)

构造法

  将非等差数列、等比数列,转换成相关的等差等比数列

  适当的进行运算变形

  例:{an}中,a1=3,a(n+1)=an^2,求an

  解:ln a(n+1)=ln an^2=2ln an

  ∴{ln an}是等比数列,q=2,首项为ln3

  ∴ln an =(2^(n-1))ln3

  故an=3^[2^(n-1)]

  倒数变换法(适用于a(n+1)=Aan/(Ban+C),其中,A、B、C∈R)

  例:{an}中,a1=1,a(n+1)=an/(2an+1)

  解:1/a(n+1)=(2an+1)/an=1/an +2

  ∴{1/an}是等差数列,首项是1,公差是2

  ∴an=1/(2n-1)

待定系数法

  A.递推式为a(n+1)=pan+q(p,q为常数),可以构造递推数列{an+x}为 以p为公比的等比数列,

  即a(n+1)+x=p(an+x),其中x=q/(p-1) (或者可以把设定的式子拆开,等于原式子)

  例:{an}中a1=1,a(n+1)=3an+4,求an

  解:a(n+1)+2=3(an+2)

  ∴{an+2}是等比数列 首项是3,公比是3

  ∴an=3^n-2

  B.递推公式为a(n+1)=pan+q^n(p,q是常数)

  常规变形,将两边同时除以q^(n+1),

  得到a(n+1)/q^(n+1)=p/q an/q^n+1/q

  再令bn=an/q^n,

  可以得到b(n+1)=kbn+m(k=p/q , m=1/q)

  之后就用上面A中提到的方法来解决

  C.递推公式为a(n+2)=pa(n+1)+qan,(p,q是常数)

  可以令a(n+2)=x^2 , a(n+1)=x , an=1

  解出x1和x2,可以得到两个式子

  a(n+1)-x1an=x2(an-x1a(n-1))

  a(n+1)-x2an=x1(an-x2a(n-1))

  然后,两式子相减,左边可以得出kan来(k为系数)

  右边就用等比数列的方法得出来

  例:{an}中,a1=1,a2=2,a(n+2)=2/3 a(n+1)=1/3 an

  解:x^2=2x/3=1/3

  x1=1,x2=-1/3

  可以得到方程组

  a(n+1)-an=-1/3 (an-a(n-1))

  a(n+1)+1/3 an=an+1/3 a(n-1)

  解得an=7/4-3/4×(-1/3)^(n-1)

  D.递推式a(n+1)=pan+an+b(a,b,p是常数)

  可以变形为a(n+1)+x(n+1)+y=p(an+xn+y)

  然后和原式子比较,可以得出x,y,

  即可以得到{an+xn+y}是个 以p为公比的等比数列

  例:{an}中,a1=4, an=3a(n-1)+2n-1(n≥2)

  解:原式=>an+n+1=3[a(n-1)+(n-1)+1]

  ∴{an+n+1}为等比数列,q=3,首项是6

  ∴an=2×3^n-n-1

特征根法

  递推式为a(n+1)=(Aan+B)/(Can+D) (A,B,C,D是常数)

  令a(n+1)=an=x,原式则为x=(Ax+B)/(Cx+D)

  (1)若解得相同的实数根x0,则可以构造数列{1/(an-x0)}为等差数列

  例:{an}满足a1=2,a(n+1)=(2an-1)/(4an+6),求an

  解:x=(2x-1)/(4x+6)

  解得x0=-1/2

  1/(an+1/2)=1/[(2a(n-1)-1)/(4a(n-1)+6) +1/2]=1/[a(n-1)+1/2] +1

  ∴{1/(an+1/2)}是等差数列,d=1,首项是2/5

  ∴an=5/(5n-3) -1/2

  (2)若解得两个相异实根x1,x2,则构造{(an-x1)/(an-x2)}为等比数列(x1,x2的位置没有顺序,可以调换)

  例:{an}满足a1=2,a(n+1)=(an+2)/(2an+1)

  解:由题可得(an-1)/(an+1)=-1/3 [a(n-1)-1]/[a(n-1)+1]

  则{(an-1)/(an+1)}是等比数列,q=-1/3,首项是1/3

  ∴an=[1+(-1)^(n-1) (1/3)^n]/[1-(-1)^(n-1) (1/3)^n]

  (3)如果没有实数根,那么这个数列可能是周期数列

  例:{an}中,a1=2,满足a(n+1)=(an-1)/an(n≥2)

  解:a1=2 , a2=1/2 , a3=-1 , a4=2 , a5=1/2 ……

  所以an=2(n MOD 3=1),1/2(n MOD3=1),-1(nMOD3=0)

  (准确的应该是有大括号像分段函数那样表示,但是这里无法显示)

连加相减,连乘相除

  例:{an}满足a1+2a2+3a3+……+nan=n(n+1)(n+2)

  解:令bn=a1+2a2+3a3+……+nan=n(n+1)(n+2)

  nan=bn-b(n-1)=n(n+1)(n+2)-(n-1)n(n+1)

  ∴an=3(n+1)

标签:
声明:此文信息来源于网络,登载此文只为提供信息参考,并不用于任何商业目的。如有侵权,请及时联系我们:yongganaa@126.com

评论留言

我要留言

◎欢迎参与讨论,请在这里发表您的看法、交流您的观点。

声明:此文信息来源于网络,登载此文只为提供信息参考,并不用于任何商业目的。如有侵权,请及时联系我们:yongganaa@126.com