[例1] 在数列{an}中,已知a1=1/3,且前n项的算术平均数等于第n项的2n-1倍(n∈N),求{an}的通项公式。

分析  本题的特点是数列{an}的递推公式是间接给出的,需要利用已知条件进行推导,然后再根据递推公式求通项公式。

解  由已知得,即sn=n(2n-1)an,由an=sn-sn-1(n≥2),知

an=n(2n-1)an-(n-1)(2n-3)an-1,整理得(n≥2),此时数列{an}满足命题2的2),因此,n=1时也成立,所以an=(n∈N)

[例2]已知数列{an}的前n项和为sn,满足2sn2=2ansn-an(n≥2)且a1=2,试求an的表达式。

分析  这类题一般思路是利用an=sn-sn-1(n≥2)进行转化,但要注意选择目标定向。

解   由2sn2=2ansn-an及an=sn-sn-1(n≥2)得sn-1-sn=2snsn-1(n≥2)即 (n≥2),数列{}满足命题1的1),所以=(n≥2),

从而, an=sn-sn-1=- (n≥2),

因此,

 [例3] 已知数列{an}中a1=3,a2=6,且an+2=an+1-an(n∈N).求{an}的通项公式。

   分析  这道题如果采用“计算----归纳----猜想----证明”的思维模式比较麻烦,若从递推关系式的结构入手比较容易。

解  由已知p=1,q=-1,p+q≠1, {an}满足命题3的2),方程2++1=1的根1,2= ,代入=3(2+)(1+)n-1及an=得:

 an=6cos(n∈N)      

点评   解数学题的关键是根据题目的信息,仔细审题,合理联想,确定解题目标,利用划归转化的数学思想,将陌生问题转化为熟悉的问题,复杂问题化为简单为题,抽象问题化为具体问题,再利用有关的知识解题。

参考文献:吴振奎,斐波那提数列[M].沈阳:辽宁教育出版社,1987.

定义1。 如果一个数列给出了初始条件和递推公式,就称这个数列为递推数列。

定义2。 如果一个递推数列的递推公式是线性的,就称这个数列为线性递推数列,否则称为非线性递推数列。

定义3。 如果数列{an}满足如下两个条件:

(ⅰ)ai(i=1,2,3,…,k)的值已知; (ⅱ)an+k=,pj,q为常数。就称该数列为一个k阶线性递推数列。特别地,当q=0时,称数列{an}为一个k阶齐次线性递推数列。

定义4。 若数列{an}满足a1=b,an+1=f(n)an+g(n)(n∈N,b≠0,f(n)和g(n)是n的函数),则称之为一阶线性递推数列的推广形式。

命题1  若数列{an}满足a1=b, an+1=qan+d(bd≠0),则 1)q=1时,an=b+(n-1)d;2)d=0时, an=bqn-1 ;3)d≠0且q≠1时, an=[bqn+(d-b)qn-1-d]/(q-1)。

证明   这是一阶线性递推数列,1)和2)是显然的,只证3)。

由已知an+1=qan+d(n≥1),得an=qan-1+d(n≥2),从而an+1-an=q(an-an-1),由此知{an+1-an}是等比数列,所以an+1-an=(a2-a1)qn-1=(qb+d-b)qn-1,再把an+1=qan+d代入上式,得an=[bqn+(d-b)qn-1-d]/(q-1).

命题2  若数列{an}满足a1=b, an+1=f(n)an+g(n)(n∈N), b≠0,f(n)和g(n)都是n的函数,则1)f(n) ≡1时,an=b+;2)g(n)≡0时,an=b;3) an+1=fi(n)an+gi(n)(i=1,2)时,an=[g1(n)-g2(n)]/[f2(n)-f1(n)].

证明  这是一阶线性递推数列的推广形式。

当f(n)≡1时, an+1-an=g(n),于是a2-a1=g(1), a3-a2=g(2),…,an-an-1=g(n-1),进而得an-a1=,即an=b+。

当g(n)≡0时,有=f(n),于是=f(1), =f(2), …, =f(n-1),左右两边分别相乘得:=,因此an=b。

当an+1=f1(n)an+g1(n)及an+1=f2(n)an+g2(n)时,解方程组得:

an=[g1(n)-g2(n)]/[f2(n)-f1(n)]。

命题3  若数列{an}满足a1=b,a2=c,an+1=pan+qan-1(n≥2),且pq≠0,则当

1) p+q=1时,;

2) p+q≠1且p2+4q≠0时,an=,其中、是方程的根(、∈C),;

3)p+q≠1且p2+4q=0时,an=(n-1)(p/2)n-2c-(n-2)(p/2)n-1b(n∈N).

证明  这是二阶齐次线性递推数列。

当p+q=1时,an+1=(1-q)an+qan-1(n≥2),即an+1-an=-q(an-an-1),数列{an+1-an}是等比数列,因此an+1-an=(a2-a1)(-q)n-1=(c-b) (-q)n-1,由命题2的1)的。

当p+q≠1时,引进实数将an+1=pan+qan-1改写成:,若数列{an+1+an}为等比数列,则=q/(p+),即,此方程在复数集C中总有二根,,记

f()=an+1+an= ,

当p2+4q≠0时,≠,于是有方程组

解得:an=。

当p2+4q=0时,1=2=-,

即  an+1=an+=an+,

    ,

,

    …………………………………………………………,

于是猜想:an=  (n∈N),

下面用数学归纳法证之:

①当n=1时,显然成立。

②假设当n=k(k∈N+)时命题成立,即ak=,

那么n=k+1时,ak+1=ak+=.

这说明n=k+1时命题也成立。

从而an=  (n∈N)。

   命题1、2、3是高中数学中常见的递推数列,对于以其它形式出现的递推数列,我们可以采用化归法进行转化,进而求解,这里不再赘述。

 0  297788  297796  297802  297806  297812  297814  297818  297824  297826  297832  297838  297842  297844  297848  297854  297856  297862  297866  297868  297872  297874  297878  297880  297882  297883  297884  297886  297887  297888  297890  297892  297896  297898  297902  297904  297908  297914  297916  297922  297926  297928  297932  297938  297944  297946  297952  297956  297958  297964  297968  297974  297982  447090 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网