數列在理論上和實踐中均有較高的價值,是培養學生觀察能力、理解能力、邏輯思維能力的絕好載體,高考對數列知識的考察在二十世紀八十年代末發展到了極致,以后逐漸冷落,但最近幾年又逐漸升溫,隨著與大學知識的接軌,競賽題的釋放,很多省市的高考數學卷都把數列題作為壓軸題,而數列通向公式的求法又成為一個熱點。本文想總結一下在高中階段,求數列的通項公式的常用方法和策略。
1.觀察法
觀察法就是觀察數列特征,找出各項共同構成規律,橫向看各項間的關系結構,縱向看各項與項數n的內在聯系,從而歸納出數列的通向公式,然后利用數學歸納法證明即可。
例1、在數列{},{}中且成等差數列,成等比數列()。求及,由此猜測{},{}的通向公式,并證明你的結論。
解:有題設條件得,
由此得,
猜測
用數學歸納法證明:
(1)當n=1時,有以上知結論成立;
(2)假設n=k時,結論成立;即,,那么當時,,
所以當n=k+1時,結論也成立,
由(1)(2),可知對一切正整數都成立。
點評:采用數學歸納法證明多是理科教學內容,較為容易,好掌握。
2.定義法
直接利用等差數列或等比數列的定義求通項的方法叫定義法,這種方法適應于已知數列類型的題目。
例2、等差數列是遞增數列,前n項和為,且a1,a3,a9成等比數列,。求數列的通項公式.
解:設數列公差為d(d>0)
∵ a1,a3,a9成等比數列,
3.利用公式求通項
有些數列給出的前n項和與的關系式=,利用該式寫出,兩式做差,再利用導出與的遞推式,從而求出。
例3.數列的前n項和為,=1,(n∈),求的通項公式。
解:由=1,=2,當n≥2時,==得=3,因此是首項為=2,q=3的等比數列。
故= (n≥2),而=1不滿足該式
所以=。
4.構造等比數列法
原數列既不等差,也不等比。若把中每一項添上一個數或一個式子構成新數列,使之等比,從而求出。該法適用于遞推式形如=或=或=其中b、c為不相等的常數,為一次式。
例4、已知數列中,=2,=
(1)求的通項公式。
解:構造新數列,使之成為的等比數列
整理得:
使之滿足已知條件解得∴是首項為的等比數列,由此得
5.構造等差數列法
數列既不是等差數列,也不是等比數列,遞推關系式形如,那么把兩邊同除以后,想法構造一個等差數列,從而間接求出。
例5、數列滿足,首項為,求數列的通項公式。
解:兩邊同除以得
∴數列是首項為=1,d=1的等差數列
∴
故
6.取倒數法
有些關于通項的遞推關系式變形后含有項,直接求相鄰兩項的關系很困難,但兩邊同除以后,相鄰兩項的倒數的關系容易求得,從而間接求出。
例6、已知數列
解:把原式變形得兩邊同除以得 ∴是首項為-1,d=-1的等差數列
故
∴。
總之,求數列通向公式的方法并不滿足以上所述,對于同一問題的求解也不僅是一種方法,只有在平時學習與探究過程中不斷地體會與總結,將知識與方法學活,才可以做到游刃有余。