由数列递推公式求通项公式的解题策略

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  已知数列递推公式求其通项公式,是数列中一类非常重要的题型,也是高考的热点之一。在近几年的高考中,“递推数列”几乎为必考题。数列的递推公式千变万化,由递推公式求数列通项公式的方法灵活多样,下面谈谈常见的解题策略。
  策略一:an+1=an+f(n)
  方法:利用累加法。由已知得:an+1-an=f(n)即有a2-a1=f(1),a3-a2=f2,a4-a3=f3,a5-a4=f4……an-an-1=f(n),所以an-a1=f1+f2+f3+…+f(n)=k=1nf(k) (n≥2)
  例1.数列{an}满足a1=1,an=an-1+1n(n-1),求数列{an}的通项公式。
  解:由an-an-1=1n-1-1n得an-an-1=1n-1-1n,a2-a1=11-12,a3-a2=12-13……an-an-1=1n-1-1n,所以 an-a1=11-1n即an=2-1n
  例2.数列{an}满足nan+1=n+1an+1,且a1=1,求数列{an}的通公式。
  分析:注意到左右两边系数与下标乘积均为n(n+1),将原式两边同时除以n(n+1),变形为an+1n+1-ann=1n(n+1).令bn=ann,有bn+1=bn+1n(n+1),即化为类型1,以下略。
  策略二:an+1=anf(n)
  方法:利用累积法。a2=a1f1,a3=a2f2,an=an-1fn-1,所以an=a1k=1n-1f(k)
  例3.数列{an}中a1=2,且an=[1-1n+12]an,求数列{an}的通项。
  解:因为an=1-1n+12an,所以an=a1k=1n-1fk=2k=1n-1[1-1(k+1)2]=2k=1n-1[kk+1×k+2k+1]=n+1n
  策略三:an+1=pan+q,其中p,q为常数,且p≠1,q≠0
  利用待定系数法,构造一个公比为p的等比数列,令an+1+k=p(an+k),则p-1k=q即k=qp-1,从而{an+1+qp-q}是一个公比为p的等比数。
  例4.设数列{an}的首项a1=1,an+1=2an+3(n≥1),求数列{an}的通项公式。
  解:令an+1+k=2an+k,与已知,an+1=2an+3 相比较,得k=3,所以an+1+3=2an+3(n≥1),又a1=1,∴{an+3}是首项为4,公比为2的等比数列,所以an+3=4·2n-1=2n+1,所以an=2n+1-3
  策略四:an+1=pan+qan-1(n≥2),p,q为常数
  方法:可用下面的定理求解:令α,β为相应的二次方程x2-px-q=0的两根(此方程又称为特征方程),则当α≠β时,an=Aαn+Bβn;当α=β时,an=(A+Bn)αn-1,其中A,B分别由初始条件a1,a2所得的方程组Aα+B=a1,Aα2+Bβ2=a2和A+B=a1(A+2B)α=a2唯一确定。
  例5.数列an,{bn},满足:an+1=-an-2bn…①bn+1=6an+6bn…②,且a1=2,b1=4,求an,bn
  解:由②得an=16bn+1-bn,an+1=16bn+2-bn+1代入到①式中,有bn+2=5bn+1-6bn,由特征方程可得bn=-12×2n+283×3n代入到②式中,可得an=8×2n-143×3n.
  说明:像这样由两个数列an,{bn}构成的混合数列组求通项问题,一般是先消去an(或bn),得到bn+2=pbn+1+qbn-1 (或an+2=pan+1+qan-1),然后再由特征方程方法求解。
  策略五:an+1=pan+f(n)型,这里p为常数,且p≠1
  方法:对an+1=pan+f(n)的形式可两边同时除以pn+1,得an+1pn+1=anpn+f(n)pn+1,令anpn=bn有bn+1=bn+f(n)pn+1,从而可以转化为累加法求解。
  例6.在数列{an}中,a1=1,an=3an-1+2·3n,求an
  解:原式等价于an3n-an-13n-1=2,所以{an3n}是以13 为首项,以2为公差的等差数列,所以an=(2n-53)3n
  策略六:an+an+1=pn+q或anan+1=pqn
  这种类型一般可转化为{a2n-1}与a2n+1是等差数列或等比数列来求解。
  例7.①在数列{an}中,a1=1,an+1=6n-an,求an;②在数列{an}中,a1=1,anan+1=3n求an
  解:①因为an+1+an=6n,所以an+2+an+1=6(n+1),两式相减得an+2-an=6,所以{a2n-1}与a2n均为公差为6的等差数列,又a1=1,a2=6-a1=5易求得an=3n-2(n为奇数)3n-1(n为偶数);②类似①的方法易得an=3·n-12(n为奇数)3·n2(n为偶数)
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