an+1=kan+j·bn+l型數列,其中k,j,b,l為常數,在高考模擬考等考試中常常出現,下面對其通項的求法進行探討.
一、當j=0時,an+1=kan+l型(簡稱1型)
1.當k=1時,an+1=an+l,數列an是等差數列,其通項為an=a1+(n—1)l.
2.當k≠0,l=0時,an+1=kan,數列an是等比數列(a1≠0).
3.當k≠0且k≠1,l≠0時,an+1=kan+l,數列是等比數列.
為什么一定能轉化為等比數列呢?學生不是十分清楚,所以有必要加以說明.
由an+1=kan+l可知點(an,an+1)在直線y=kx+l上;因為k≠1,直線y=kx+l與直線y=x不平行,所以方程組y=kx+ly=x有唯一解;設其的解為x=my=m,可得點(m,m);點(an,an+1)和(m,m)都在直線y=kx+l上,由直線的斜率公式得=k(an≠m).
由以上分析可得m值簡便算法:把an+1=kan+l中的an,an+1都用m替換,即m=km+l,解得m
例1.已知在數列an中a1=1,an+1=3an+2,求數列an的通項.
解:(1)設=3,由m=3m+2,可得m=—1,
∴=3,即an+1構成以a1+1為首項,公比為3的等比數列.
∴an+1=(a1+1)·3n—1,∴an=2·3n—1—1.
二、當l=0時,an+1=kan+j·bn型(簡稱2型)
an+1=kan+j·bn型可轉化為1型.將式子an+1=kan+j·bn兩邊都除以bn+1于是,即,可由求得常數m值.得數列an—m·bn是等比數列.
例2.已知在數列an中a1=1,an+1=an+3·2n,求數列an的通項.
解:由an+1=an+3·2n
∴an—3·2n=—5·1n—1,∴an=3·2n—5
三、當j≠0且l≠0時,an+1=kan+j·bn+l型(簡稱3型)
當j≠0且l≠0時,an+1=kan+j·bn+l型可看成1型和2型的復合,可轉化為=k,其中m的值由an+1=kan+j·bn求得,m′的值由an+1=kan+l求得.數列an—m·bn—m′是等比數列.其復合過程如下:
由上可知,an+1=kan+j·bn+l型數列可化歸為等比數列,從而使問題得到解決.其中1型是基礎,常數m就是直線y=kx+l上橫坐標和縱坐標相等點的坐標;2型可化為1型,3型可看成1型與2型的復合.
(作者單位 新疆維吾爾自治區吐魯番地區實驗中學)