在高中數學教材中,有很多已知等差數列的首項、公比或公差(或者透過計算可以求出數列的首項,公比),來求數列的通項公式。但實際上有些數列並不是等差、等比數列,給出數列的首項和遞推公式,要求出數列的通項公式。而這些題目往往可以用構造法,根據遞推公式構造出一個新數列,從而間接地求出原數列的通項公式。對於不同的遞推公式,我們當然可以採用不同的方法構造不同的型別的新數列。下面給出幾種我們常見的構造新數列的方法:
一.利用倒數關係構造數列。
例如:中,若求a
+4,
即=4,
}是等差數列。
可以透過等差數列的通項公式求出,然再求後數列{a}的通項。
練習:1)數列{a}中,a≠0,且滿足求a
2)數列{a}中,求a通項公式。
3)數列{a}中,求a.
二.構造形如的數列。
例:正數數列{a}中,若
解:設
練習:已知正數數列{a}中,,
求數列{a}的通項公式。
三.構造形如的數列。
例:正數數列{a}中,若a=10,且求a.
解:由題意得:,
即
.
練習:(選自2002年高考上海卷)
數列{a}中,若a=3,,n是正整數,求數列{a}的通項公式。
四.構造形如的數列。
例:數列{a}中,若a=6,a=2a+1,求數列{a}的通項公式。
解:a+1=2a+2,即a+1=2(a+1)
設b=a+1,則b=2b
則數列{b}是等比數列,公比是2,首項b=a+1=7,
,
構造此種數列,往往它的遞推公式形如:
。
如:a=ca+d,設可化成a+x=c(a+x),
a=ca+(c-1)x
用待定係數法得: (c-1)x=d
∴ x=.
又如:S+a=n+2,
則 S+a=n+1,
二式相減得:S-S+a-a=1,即a+a-a=1,
∴2a-a=1,
a=a+.
如上提到b=a+d=a–1
練習:1.數列{a}滿足a=3a+2,求a
2.數列{a}滿足S+a=2n+1,求a
五.構造形如的數列。
例:數列{a}中,若a=1,a=3,a+4a-5a=0(nN),求a
解:a+4a-5a=0得:a-a=-5(a-a)
設b=a-a
則數列{b}是等比數列,公比是-5,首項b=a-a=2,
∴a-a=2?(-5)
即a-a=2?(-5)
a-a=2?(-5)
以上各式相加得:a-a=2?[(-5)+(-5)+(-5)+┄+(-5)]
即:a-a=2?
,即,(n
當遞推公式中,a與a的係數相同時,我們可構造b=a-a然後用疊加法得:b+b+b+b+┄+b=a-a
透過求出數列{b}前n-1項和的方法,求出數列{a}的通項公式。
1)當遞推公式中形如:
a=a+an+b;a=a+q(q≠1);a=a+q+an+b等情形時,
可以構造b=a-a,得:b=an+b;b=q;b=q+an+b。
求出數列前n-1項的和T,
T=;
T=;
T=+
即:a-a=;
a-a=;
a-a=+
從而求出a=a+;
a=a+;
a=a++。
2)當遞推公式中形如:
a=a+;a=a+;a=a+等情形
可以構造b=a-a,得::b=;b=;b=
即b=;b=;b=
從而求出求出數列前n-1項的和T,
T=;T=;T=
a-a=
a=a+
練習:1)數列{a}中,若a=1,a-a=2n,求通項a
2)數列{a}中,若a=1,a-a=2,求通項a
3)數列{a}中,若a=2,,求通項a
六.構造形如的形式。
例:數列{a}中,若a=1,,求a
解:由得:
∴,,,…
用累乘法把以上各式相乘得:
∴。
當遞推公式形如:;;等形式,我們可以構造。
可得:;;.
然後用疊乘法得:。
令數列{b}的前n-1項的積為A,則
;;
從而得到:;;
;;。
練習:1)數列{a}中,若a=2,,求a
七.構造形如的形式。
例:數列{a}中,a=2,S=4a+1,求a
解:S=4a+1,S=4a+1
二式相減:S-S=4a-4a
a=4a-4a
a-2a=2(a-a)
設b=a-2a
當遞推公式形如S=4a+2;a=pa+qa(p+q=1)等形式時,因a-2a=2(a-2a);a-a=(p-1)(a-a),
我們構造b=a-2a;b=a-a,
由等比數列知識得b=(a-a)·2;b=(a-a)·(p-1)
從而得到a=2a+(a-a)2;a=a(a-a)(1-q)
由型別四求出a。
總之,對於很多數列,我們都可以由遞推公式構造新數列的方法求出他們的通項公式。當然,在教學中我們應當充分調動學生的積極性,努力培養學生的創造能力,讓學生自己去構造,自己去探索,使學生親嚐到成功樂趣,激起他們強烈的求知慾和創造欲。
在高中數學教材中,有很多已知等差數列的首項、公比或公差(或者透過計算可以求出數列的首項,公比),來求數列的通項公式。但實際上有些數列並不是等差、等比數列,給出數列的首項和遞推公式,要求出數列的通項公式。而這些題目往往可以用構造法,根據遞推公式構造出一個新數列,從而間接地求出原數列的通項公式。對於不同的遞推公式,我們當然可以採用不同的方法構造不同的型別的新數列。下面給出幾種我們常見的構造新數列的方法:
一.利用倒數關係構造數列。
例如:中,若求a
+4,
即=4,
}是等差數列。
可以透過等差數列的通項公式求出,然再求後數列{a}的通項。
練習:1)數列{a}中,a≠0,且滿足求a
2)數列{a}中,求a通項公式。
3)數列{a}中,求a.
二.構造形如的數列。
例:正數數列{a}中,若
解:設
練習:已知正數數列{a}中,,
求數列{a}的通項公式。
三.構造形如的數列。
例:正數數列{a}中,若a=10,且求a.
解:由題意得:,
即
.
即
練習:(選自2002年高考上海卷)
數列{a}中,若a=3,,n是正整數,求數列{a}的通項公式。
四.構造形如的數列。
例:數列{a}中,若a=6,a=2a+1,求數列{a}的通項公式。
解:a+1=2a+2,即a+1=2(a+1)
設b=a+1,則b=2b
則數列{b}是等比數列,公比是2,首項b=a+1=7,
,
構造此種數列,往往它的遞推公式形如:
。
如:a=ca+d,設可化成a+x=c(a+x),
a=ca+(c-1)x
用待定係數法得: (c-1)x=d
∴ x=.
又如:S+a=n+2,
則 S+a=n+1,
二式相減得:S-S+a-a=1,即a+a-a=1,
∴2a-a=1,
a=a+.
如上提到b=a+d=a–1
練習:1.數列{a}滿足a=3a+2,求a
2.數列{a}滿足S+a=2n+1,求a
五.構造形如的數列。
例:數列{a}中,若a=1,a=3,a+4a-5a=0(nN),求a
解:a+4a-5a=0得:a-a=-5(a-a)
設b=a-a
則數列{b}是等比數列,公比是-5,首項b=a-a=2,
∴a-a=2?(-5)
即a-a=2?(-5)
a-a=2?(-5)
a-a=2?(-5)
a-a=2?(-5)
以上各式相加得:a-a=2?[(-5)+(-5)+(-5)+┄+(-5)]
即:a-a=2?
,即,(n
當遞推公式中,a與a的係數相同時,我們可構造b=a-a然後用疊加法得:b+b+b+b+┄+b=a-a
透過求出數列{b}前n-1項和的方法,求出數列{a}的通項公式。
1)當遞推公式中形如:
a=a+an+b;a=a+q(q≠1);a=a+q+an+b等情形時,
可以構造b=a-a,得:b=an+b;b=q;b=q+an+b。
求出數列前n-1項的和T,
T=;
T=;
T=+
即:a-a=;
a-a=;
a-a=+
從而求出a=a+;
a=a+;
a=a++。
2)當遞推公式中形如:
a=a+;a=a+;a=a+等情形
可以構造b=a-a,得::b=;b=;b=
即b=;b=;b=
從而求出求出數列前n-1項的和T,
T=;T=;T=
即:a-a=;
a-a=;
a-a=
從而求出a=a+;
a=a+;
a=a+
練習:1)數列{a}中,若a=1,a-a=2n,求通項a
2)數列{a}中,若a=1,a-a=2,求通項a
3)數列{a}中,若a=2,,求通項a
六.構造形如的形式。
例:數列{a}中,若a=1,,求a
解:由得:
∴,,,…
用累乘法把以上各式相乘得:
∴。
當遞推公式形如:;;等形式,我們可以構造。
可得:;;.
然後用疊乘法得:。
令數列{b}的前n-1項的積為A,則
;;
從而得到:;;
;;。
練習:1)數列{a}中,若a=2,,求a
七.構造形如的形式。
例:數列{a}中,a=2,S=4a+1,求a
解:S=4a+1,S=4a+1
二式相減:S-S=4a-4a
a=4a-4a
a-2a=2(a-a)
設b=a-2a
當遞推公式形如S=4a+2;a=pa+qa(p+q=1)等形式時,因a-2a=2(a-2a);a-a=(p-1)(a-a),
我們構造b=a-2a;b=a-a,
由等比數列知識得b=(a-a)·2;b=(a-a)·(p-1)
從而得到a=2a+(a-a)2;a=a(a-a)(1-q)
由型別四求出a。
總之,對於很多數列,我們都可以由遞推公式構造新數列的方法求出他們的通項公式。當然,在教學中我們應當充分調動學生的積極性,努力培養學生的創造能力,讓學生自己去構造,自己去探索,使學生親嚐到成功樂趣,激起他們強烈的求知慾和創造欲。