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选用合适的方法,快速求得数列的通项公式

2022-03-09江露维

语数外学习·高中版上旬 2022年12期
关键词:结构特征题干式子

江露维

数列是高中数学中的重要内容,常呈现的题目有求数列前 n 项的和、求数列的通项公式、求数列的最大(小)项、求数列的某一项等.其中,求数列的通项公式比较常见.此类问题的难度虽不大,但解法灵活,解题的关键在于根据递推式和已知条件,选用合适的方法.本文主要谈一谈求数列通项公式的几种方法.

一、公式法

运用公式法求数列的通项公式,主要是利用等比公式 an =a1+(n -1)d(n ∈ N*).有时可运用其变形式,如an =dn +a1-d(n ∈ N*)、an = 求数列的通项公式时,只需根据题意和数列的性质,求得数列的首项、公比、公差、项数,即可利用等比数列或等差数列的通项公式求得问题的答案.

例1.已知数列{an}满足 an +1=2an +3×2n ,a1=2,求数列{an}的通项公式.

解:在 an +1=2an +3×2n 的两边同时乘以 ,得 = + ,则 - = ,

当 n =1时,=1,根据等差数列定义可知,数列是以1为首项、以 为公差的等差数列,

由等差数列的通项公式可得:=1+ (n -1),故数列{an}的通项公式为 an = n - ?(?)·2n .

将已知的递推式变形后,可得到 - = ,便可根据等差数列的定义判定为等差数列,其公差为 ,求得该数列的首项,便可利用公式法,根据等差数列的通项公式解题.

二、累加法

若题干给出的递推式形如 an +1=an +f(n),便可采用累加法来求该数列的通项公式.由an +1-an =f(n)(n ≥2), 可得 a2-a1=f(1),a3-a2=f(2), … ,an +1-an =f(n),那么(ak +1-ak)=an +1-a1= f(k), 化简该式即可求得 an +1的表达式,进而求得数列{an}的通项公式.

例2.已知数列{an}满足 an +1=an +2×3n +1,a1=3, 求数列{an}的通项公式.

本题中数列的递推式形如 an + 1 = an + f (n) ,可采用 累加法,分别令 n=1,2,3,…,n-1,然后将这些式子累 加,即可求得数列 {an} 的通项公式.

三、累乘法

若题干中给出的递推式形如 an + 1 = f (n)an ,便可采 用累乘法來求数列的通项公式.由 an + 1 an = f (n)(an ≠ 0) , 可 得 a2 a1 = f (1), a3 a2 = f (2),…, an + 1 an = f (n) ,所 以 ∏k = 1 n ak + 1 ak = an + 1 a1 =∏k = 1 n f (k). 化简该式即可求得 an + 1 的表达式,进 而求得数列 {an} 的通项公式.

例3.已知数列 {an} 满足 an + 1 = 2(n + 1)5n an,a1 = 3,求 数列 {an} 的通项公式.

本题中数列的递推式形如 an + 1 = f (n)an ,采用累乘 法,分别令n=1,2,3,…,n-1,然后将这些式子累乘,即 可求得数列 {an} 的通项公式.

相比较而言,公式法比较常用,且较为简单,适用范 围较广.累乘法和累积法的适用范围较窄,运用这两种方 法解题,需仔细观察和明确递推式的结构特征,将其进 行合理的变形,使其形如 an + 1 = an + f (n)、an + 1 = f (n)an .同 学们在解题时,要根据解题需求和递推式的结构特征, 选用合适的方法,这样才能有效地提升解题的效率.

(作者单位:江西省临川第二中学)

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