一类数列通项的求解

时间:2022-10-11 05:08:38

匈牙利数学家路莎・彼得说:“数学家们也往往不是对问题进行正面的攻击,而是将它不断地变形,直到把它转化为能够解决的问题。”解题的过程就是从题目的条件不断向解题目标变形、靠近的过程。因此,利用目标导航,进行灵活转化、化归,是让解题思路来得自然的重要途径。

对于由递推关系所确定的数列通项公式问题,通常可通过对递推式的变形转化,从而化归成等差数列或等比数列,进而利用等差、等比数列以及累加、连乘的方法求出数列的通项。

递推数列的通项求解大致有如下几类:a=a+f(n)、a=af(n)、a=pa+f(n)、a=pa+qf(n)。事实上以上几类都可以看成a=pa+qf(n)类来解决,而a=pa+qf(n)又可以转化为a=a+f(n)解决。下面举例说明。

类型1:数列{a}中a=1,a=a+(2n+1),求数列{a}的通项a。

分析:数列求通项的本质就是等差数列通项推到思想――累加法的应用,移项以后,采用累加法,就可以利用等差数列求和,得到数列的通项。

解:因为a=a+(2n+1),所以a-a=(2n+1),

从而a=(a-a)+(a-a)+…+(a-a)+a,所以a=n。

点评:本题可以看成a=a+f(n)型问题,当f(n)=c(c是常数)就是等差数列;当f(n)=cn+d(c、d是常数且c≠0)、f(n)=c(c是常数且c≠0)就可以用累加法利用等差数列、等比数列求和,问题得以解决。

类型2:数列{a}中a=1,a=2a+4,求数列{a}的通项a。

分析:本题可以采用两种方法:法一:构造新数列a+k=2(a+k),展开与原来的表达式相同,求出k,从而化归成等比数列的通项求解;法二:两边同除以2后就可以化归为类型1的问题解决。

解:由题意可得a+k=2(a+k),展开并与原表达式比较得k=4,所以=2,令b=a+4,则b=5,从而数列{b}是以5为首项,2为公比的等比数列,即b=5・2,所以a=5・2-4。

点评:本题a=pa+f(n)型的一种情况,f(n)=4是常数,当f(n)=2,此时采用上述解法,就不如采用方法二来得快,解法如下:

a=2a+2,两边同除以2,得=+,令b=,则b-b=,b=,这样就化归为题类型1解决。如果f(n)=2n+1呢?此时仍可采用两边同除以2,得=+,则可化归为令b=,则b-b=,b=。利用累加法,利用等比数列求和思想――错位相减法,求出的和,问题就能顺利得到解决。

总之,对递推数列的求解,只要能转化为b-b=f(n),然后利用累加法,就能求出数列{b}的通项,其他问题都能得以顺利解决。

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