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高考题的特征“源于课本,而不同于课本”,学生在解课本习题中,当遇到陌生问题时,应静下心想想教师之前所教的解题方法,选择适当的解题方法,深化思维.在解题的过程中认识到与某个知识点类似,可将其转化为该知识点进行解答.递推数列的通项公式求解过程中应利用基本数列知识,对其进行求解.下面重点介绍几种主要递推数列类型,并对这些数列寻求通项公式求法.
一、已知an+1=pan+q,求an
已知a1,且an+1=pan+q(p、q是常数)的形式的数列,均可用构造等比数列法即
an+1+x=p(an+x)(x是常数),数列
{an+x}为等比数列,这是大家都非常熟悉的.
例1 若数列{an}满足
a1=1,an+1=
1 2an+1,求an.
解析1:令
an+1+x=1 2(an+x)(x是常数),则
an+1=1 2an+1 2
x-x=1 2an-1 2x.
该式与已知式an+1=1 2an+1对比,可求得x的值,
-1 2x=1,
即 x=-2.所以an+1-2
an-2=1 2.
所以数列{an-2}是以
a1-2=-1为首项,以1 2为公比的等比数列.
所以an-2=-1×(1 2)n-1,所以an=2-
1 2n-1.
对既非等差也非等比数列通项求解中,应用化归思想,可以通过构造将其转化成等差或等比数列之后,再应用各自的通项公式进行求解.
解析2:an+1=
1 2an+1,所以an+2
=1 2an+1+1,
两式相减得
an+2-an+1=1 2
(an+1-an),
令bn=an+1-an(n=1,2,3,…),
则b1=a2-a1=1 2
,bn+1=1 2
bn.
所以,数列{bn}是以
1 2为首项,以
1 2为公比的等比数列.
所以bn=1 2×(
1 2)n-1=
1 2n
即
an+1-an=1 2n.
a2-a1=1 2,a3-a2=
1 22,a4-a3=
1 23
,…
an-an-1=1 2n-1.
这n-1个式子相加得
an-a1=1 2+
1 22+
1 23+…+
1 2n-1.
于是an=
1+1 2+1 22+
1 23+…+
1 2n-1=
1-1/2n 1-1/2=
2-1 2n-1
(n≥2),a1=1也满足上式,因此,an=2-1 2
n-1.
这两种方法相比,后一种方法比较麻烦,但这也给了我们一定的启发:相邻三项之间也可构造出等比数列.因此在教学中,可以让学生思考、讨论并相互交流,让学生自主去分析如何将其构造成等差以及等比数列,教师可以根据学生的实际情况,适时的对学生的疑问给出引导.如果学生还找不到方法,教师就可以引导学生去参照例一的方法,对课本习题进行研究探讨,从而找到解题方法.
二、已知an+1
=pan qan+r
(其中p、q、r均为常数),求an.
例2 已知:数列
{an}
中,若a1=2,an+1=
an an+r
,求数列{an}的通项公式an.
解析:首先,就是可以告诉学生该方法计算中属于不完全归纳法范畴,由于其缺乏严谨性,故此这样的算法当前教材中已经没有了.但是针对这样的数列通项求解中,我们还可以通过构造法,降低解题难度,先求
a2、a3、a4、a5的值,然后通项an,可以推导等差数列的通项公式,从而调起学生的学习兴趣.并且在学等差与等比数列的通项公式求解中,针对于通项公式的求法,可以将数列
{an}进行适当变形,使其可以变成大家熟悉的等差与等比形式,
如根据
{an}
:1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,…;
{1 an}
:1,
2,3,4,5,…得出
{1 an}
是以1为首项,以1为公差的等差数列.
在计算中,可以根据前5项估计出的{1/an}成等差,证明出
{1/an}是否是等差数列.那么实际在解题中也可以应用化归思想,对数列求解.如怎样才可以证明一个数列是等差数列:
an+1-an=常数.
因为an+1=an 1+an,所以
1 an+1
=1 an+1,
所以1 an+1
-1 an=1.
所以数列{1/an}是以
1/a1=1
为首项,以1 为公差的等差数列
,所以
1 an=1 a1
+(n-1)•d=1+(n-1)•1=n,所以an=
1 n.
3、已知 ,求
例3已知数列 中, (n≥3) 对于这个数列的通项公式作一研究,能否写出它的通项公式?
解析:对于像前面例子那样的递推公式,可以用构造法求出数列的通项公式,对形如已知 和相邻三项之间的关系的递推公式,是否也能类似地构造数列呢?
令 (s,t是常数)(1)
则
该式与已知式 对比,可得
解之得 或
可以将(1)式变为以及的形式,则会有: 之后,可以令 (n≥2),(n≥2)
则 是以7为首项,以3为公比的等比数列(n≥2)
是以-13为首项,以-1为公比的等比数列(n≥2)
则 即(2)
即 (3)
(2)×3+(3)得
所以可以得出
教学设计中,应该充分发挥了学生的主动性,从而本题也将迎刃而解.
三、已知an+1=pakn,求an
例3对于该数列可采取对数变换的方式进行求解,如:已知数列
{an}中,若a1=2,
an+1=5a2n,求数列{an}的通项公式an.
解析:因为a1=2,an+1=
5a2n>0,
所以两边取对数即可得到lg
an+1=2lg
an+lg5.同时又由待定系数法得到:lg
an+1+lg5=2(lgan+ lg5),加上a1=2,
所以{lgan+lg5}是以lga1+lg5=1为首项,公比为2的等比数列,
所以lgan+lg5=1×2n-1,所以an=
1 5×102n-1.
递推数列通项公式的求解主要应用到的方法有构造法、待定系数法等.其中构造法是最常用的求解方法.采取构造法通过对问题的条件与结论进行充分的剖析,有时就会使人能够联想出适当的辅助模型,并以此方法可以有效促成学生对命题的转换,从而可以使学生产生新的解题方法,这种思维方法中具有“构造”的特点,运用于数列通项求解中,就是根据已知条件给的是数列递推公式,使用构造法,转化数列求解步骤,求出该数列的通项公式,可以给人耳目一新的感觉,提高学生的解题能力.这就需要教师创设情境、引入新课,以低难度的数列知识讲解,逐渐深入数列解读方法,提升学生对推导数列通项的解题能力.
一、已知an+1=pan+q,求an
已知a1,且an+1=pan+q(p、q是常数)的形式的数列,均可用构造等比数列法即
an+1+x=p(an+x)(x是常数),数列
{an+x}为等比数列,这是大家都非常熟悉的.
例1 若数列{an}满足
a1=1,an+1=
1 2an+1,求an.
解析1:令
an+1+x=1 2(an+x)(x是常数),则
an+1=1 2an+1 2
x-x=1 2an-1 2x.
该式与已知式an+1=1 2an+1对比,可求得x的值,
-1 2x=1,
即 x=-2.所以an+1-2
an-2=1 2.
所以数列{an-2}是以
a1-2=-1为首项,以1 2为公比的等比数列.
所以an-2=-1×(1 2)n-1,所以an=2-
1 2n-1.
对既非等差也非等比数列通项求解中,应用化归思想,可以通过构造将其转化成等差或等比数列之后,再应用各自的通项公式进行求解.
解析2:an+1=
1 2an+1,所以an+2
=1 2an+1+1,
两式相减得
an+2-an+1=1 2
(an+1-an),
令bn=an+1-an(n=1,2,3,…),
则b1=a2-a1=1 2
,bn+1=1 2
bn.
所以,数列{bn}是以
1 2为首项,以
1 2为公比的等比数列.
所以bn=1 2×(
1 2)n-1=
1 2n
即
an+1-an=1 2n.
a2-a1=1 2,a3-a2=
1 22,a4-a3=
1 23
,…
an-an-1=1 2n-1.
这n-1个式子相加得
an-a1=1 2+
1 22+
1 23+…+
1 2n-1.
于是an=
1+1 2+1 22+
1 23+…+
1 2n-1=
1-1/2n 1-1/2=
2-1 2n-1
(n≥2),a1=1也满足上式,因此,an=2-1 2
n-1.
这两种方法相比,后一种方法比较麻烦,但这也给了我们一定的启发:相邻三项之间也可构造出等比数列.因此在教学中,可以让学生思考、讨论并相互交流,让学生自主去分析如何将其构造成等差以及等比数列,教师可以根据学生的实际情况,适时的对学生的疑问给出引导.如果学生还找不到方法,教师就可以引导学生去参照例一的方法,对课本习题进行研究探讨,从而找到解题方法.
二、已知an+1
=pan qan+r
(其中p、q、r均为常数),求an.
例2 已知:数列
{an}
中,若a1=2,an+1=
an an+r
,求数列{an}的通项公式an.
解析:首先,就是可以告诉学生该方法计算中属于不完全归纳法范畴,由于其缺乏严谨性,故此这样的算法当前教材中已经没有了.但是针对这样的数列通项求解中,我们还可以通过构造法,降低解题难度,先求
a2、a3、a4、a5的值,然后通项an,可以推导等差数列的通项公式,从而调起学生的学习兴趣.并且在学等差与等比数列的通项公式求解中,针对于通项公式的求法,可以将数列
{an}进行适当变形,使其可以变成大家熟悉的等差与等比形式,
如根据
{an}
:1,
1 2,
1 3,
1 4,
1 5,…;
{1 an}
:1,
2,3,4,5,…得出
{1 an}
是以1为首项,以1为公差的等差数列.
在计算中,可以根据前5项估计出的{1/an}成等差,证明出
{1/an}是否是等差数列.那么实际在解题中也可以应用化归思想,对数列求解.如怎样才可以证明一个数列是等差数列:
an+1-an=常数.
因为an+1=an 1+an,所以
1 an+1
=1 an+1,
所以1 an+1
-1 an=1.
所以数列{1/an}是以
1/a1=1
为首项,以1 为公差的等差数列
,所以
1 an=1 a1
+(n-1)•d=1+(n-1)•1=n,所以an=
1 n.
3、已知 ,求
例3已知数列 中, (n≥3) 对于这个数列的通项公式作一研究,能否写出它的通项公式?
解析:对于像前面例子那样的递推公式,可以用构造法求出数列的通项公式,对形如已知 和相邻三项之间的关系的递推公式,是否也能类似地构造数列呢?
令 (s,t是常数)(1)
则
该式与已知式 对比,可得
解之得 或
可以将(1)式变为以及的形式,则会有: 之后,可以令 (n≥2),(n≥2)
则 是以7为首项,以3为公比的等比数列(n≥2)
是以-13为首项,以-1为公比的等比数列(n≥2)
则 即(2)
即 (3)
(2)×3+(3)得
所以可以得出
教学设计中,应该充分发挥了学生的主动性,从而本题也将迎刃而解.
三、已知an+1=pakn,求an
例3对于该数列可采取对数变换的方式进行求解,如:已知数列
{an}中,若a1=2,
an+1=5a2n,求数列{an}的通项公式an.
解析:因为a1=2,an+1=
5a2n>0,
所以两边取对数即可得到lg
an+1=2lg
an+lg5.同时又由待定系数法得到:lg
an+1+lg5=2(lgan+ lg5),加上a1=2,
所以{lgan+lg5}是以lga1+lg5=1为首项,公比为2的等比数列,
所以lgan+lg5=1×2n-1,所以an=
1 5×102n-1.
递推数列通项公式的求解主要应用到的方法有构造法、待定系数法等.其中构造法是最常用的求解方法.采取构造法通过对问题的条件与结论进行充分的剖析,有时就会使人能够联想出适当的辅助模型,并以此方法可以有效促成学生对命题的转换,从而可以使学生产生新的解题方法,这种思维方法中具有“构造”的特点,运用于数列通项求解中,就是根据已知条件给的是数列递推公式,使用构造法,转化数列求解步骤,求出该数列的通项公式,可以给人耳目一新的感觉,提高学生的解题能力.这就需要教师创设情境、引入新课,以低难度的数列知识讲解,逐渐深入数列解读方法,提升学生对推导数列通项的解题能力.