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递推数列问题的解法探讨

雷永东陕西省绥德中学718000

摘要:已知数列{an},a1=a,an+1=pan+q(p≠1,q≠0是常数),求数列{an}的通项公式an,是高中常见的递推数列问题。这类数列通常可转化为an+1+λ=p(an+λ),或消去常数转化为二阶递推式an+2-an+1=q(an+1-an),或归纳猜想证明,本文依据几个例题做了分析。

关键词:递推数列转化探讨

例1.已知数列{an}中,a1=1,an+1=2an+1(n≥1),求{an}的通项公式。

解析:

解法一(待定系数法):转化为an+1+λ=p(an+λ)型递推数列。

∵an+1=2an+1(n≥1),∴an+1+1=2(an+1)(n≥1);又a1+1=2,故数列{an+1}是首项为2、公比为2的等比数列。∴an+1=2n,即an=2n-1。

解法二(差分法形成差数列):转化为an+2-an+1=p(an+1-an)型递推数列。

∵an+1=2an+1(n≥1)①∴an+2=2an+1+1②

②-①得an+2-an+1=2(an+1-an)(n≥1),故{an+1-an}是首项为a2-a1=2、公比为2的等比数列,即an+1-an=2×2n-1=2n,再用累加法得an=2n-1。

解法三:用迭代法。

an=2an-1+1=2(2an-2+1)+1=22an-2+2+1=…2n-1a1+2n-2+2n-3+…2+1=2n-1。

解法四:归纳猜想证明法。

a1=1,an+1=2an+1(n≥1),

a2=3,a3=7,a4=15,…猜想:an=2n-1。用数学归纳法证明(证明略)。

这类递推数列解决后,其他类型的递推可以转化并解决。

类型一:an+1=qan+dn(p、d为非零常数,q≠1,d≠1)。

这类数列可变换成=·+,令bn=,则转化为bn+1=pbn+q`型。

例2.设数列{an}满足:a1=1,an+1=3an+2n(n∈N*)。求数列{an}的通项公式。

解析:∵an+1=3an+2n,两边同除以2n+1,得=·+。令bn=,则有bn+1=·bn+。于是,得bn+1+1=(bn+1),∴数列{bn+1}是以首项为+1=、公比为的等比数列,故bn+1=·()n-1,即bn=·()n-1-1,从而an=7·3n-2-·2n+1。

类型二:an+1=(c、d为非零常数),

若取倒数,得=·+。令bn=,从而转化为bn+1=pbn+q`型。

例3.已知数列{an}中满足a1=1,an+1=,求数列的通项an。

解:∵数列{an}中,a1=1,an+1=,

∴=+3,即-=3;

∴数列{}是以=1、公差为3的等差数列。

∴=1+(n-1)×3,即=3n-2;

∴an=(n∈N+)。

类型三:an+1=canp(an>0,c>0,p>0,p≠1)。

这类数列可取对数得lgan+1=plgan+lgc,从而转化为bn+1=pbn+q`数列。

例4.已知数列{an}中满足a1=1,an+1=10an5,求数列{an}的通项an。

解:∵a1=1,an+1=10an5,lgan+1=5lgan+1,∴lgan+1+=5(lgan+)。

∴(lgan+)是以为首项、5为公比的等比数列。

lgan+=×5n-1an=10。

类型四:an+2=pan+1+qan可转化为a`n+1=p`a`n+q`。

本文来源: https://www.lw00.cn/article/a0054a32c0c5d78e92e3fd00.html