第2讲 递推数列及数列求和的综合问题
考点1 由递推关系式求通项公式
(1)累加法:形如an+1=an+f(n),利用an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1),求其通项公式.
(2)累积法:形如
an+1a2a3an=f(n)≠0,利用an=a1···…·,求其通项公式. ana1a2an-1
(3)待定系数法:形如an+1=pan+q(其中p,q均为常数,pq(p-1)≠0),先用待定系数法把原递推公式转化为an+1-t=p(an-t),其中t=,再转化为等比数列求解.
1-p(4)构造法:形如an+1=pan+q(其中p,q均为常数,pq(p-1)≠0),先在原递推公式两边同除以qn+1
nq,得an?an+1pan1p1?
n+1=·n+,构造新数列{bn}?其中bn=n?,得bn+1=·bn+,接下来用q?qqqqqq?
待定系数法求解.
[例1] 根据下列条件,确定数列{an}的通项公式: (1)a1=2,an+1=an+n+1; (2)a1=1,an=n-1
an-1(n≥2); n(3)a1=1,an+1=3an+2.
【解析】 (1)由题意得,当n≥2时,
an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
?n-1??2+n?n?n+1?
=2+(2+3+…+n)=2+=+1.
221×?1+1?
又a1=2=+1,符合上式,
2因此an=
n?n+1?
2
+1.
(2)∵an=∴an-1=n-1
an-1(n≥2), nn-21
an-2,…,a2=a1. n-12
以上(n-1)个式子相乘得 12n-1a11
an=a1···…·==. 23nnn当n=1时,a1=1,上式也成立.
- 1 -
1∴an=.
n(3)∵an+1=3an+2, ∴an+1+1=3(an+1),∴
an+1+1
=3, an+1
∴数列{an+1}为等比数列,公比q=3,
又a1+1=2, ∴an+1=2·3∴an=2·3
由数列递推式求通项公式的常用方法
n-1
n-1
,
-1.
『对接训练』
1.根据下列条件,确定数列{an}的通项公式: (1)a1=1,an+1=an+2; (2)a1=1,an+1=2an; (3)a1=1,an+1=
2an. an+2
n-1
nn解析:(1)an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=2=2-1.
(2)∵
n+2
n-2
1-2
+…+2+1=1-2
nan+1n=2, an - 2 -
∴=2,=2,…,
a2a1
1
a3a2
2
ann-1
=2, an-1
将这n-1个等式叠乘,
得=2
ana1
1+2+…+(n-1)
=2
n?n+1?2,
∴an=2
n?n-1?2.
(3)∵an+1=取倒数得:∴
1
2an, an+21=an+1
an+211
=+, 2anan2
11-=, an+1an2
1
∵a1=1,∴=1,
a1
?1?1
∴??是以1为首项,为公差的等差数列,
2?an?
11n+1
∴=1+(n-1)·=, an22∴an=
考点2 错位相减法求和
错位相减法是在推导等比数列的前n项和公式时所用的方法,这种方法主要用于求数列{an·bn}的前n项和,其中{an},{bn}分别是等差数列和等比数列.
[例2] [2019·天津卷]设{an}是等差数列,{bn}是等比数列,公比大于0.已知a1=b1=3,
2
. n+1
b2=a3,b3=4a2+3.
(1)求{an}和{bn}的通项公式; 1,n为奇数,??
(2)设数列{cn}满足cn=?nb,n为偶数.??2
求a1c1+a2c2+…+a2nc2n(n∈N).
*
【解析】 (1)设等差数列{an}的公差为d,等比数列{bn}的公比为q.
??3q=3+2d,
依题意,得?2
?3q=15+4d,?
??d=3,
解得?
?q=3,?
??d=-3,
或?
?q=-1,?
(舍)
- 3 -
故an=3+3(n-1)=3n,bn=3×3
n-1
=3.
nn所以{an}的通项公式为an=3n,{bn}的通项公式为bn=3. (2)a1c1+a2c2+…+a2nc2n
=(a1+a3+a5+…+a2n-1)+(a2b1+a4b2+a6b3+…+a2nbn) =?n×3+
2
??
n?n-1?
2
1
×6??+(6×31+12×32+18×33+…+6n×3n)
?
=3n+6(1×3+2×3+…+n×3). 记Tn=1×3+2×3+…+n×3,① 则3Tn=1×3+2×3+…+n×3
2
3
2
3
1
2
2nnn+1
,②
nn+1
②-①得,2Tn=-3-3-3-…-3+n×33?1-3??2n-1?3n+1
=-+n×3=
1-32
nn+1
+3
.
n+1
2
?2n-1?3
所以a1c1+a2c2+…+a2nc2n=3n+6Tn=3n+3×
2
2
+3
=
?2n-1?3
n+2
+6n+9
2
2
(n∈N).
所谓“错位”,就是要找“同类项”相减.要注意的是相减后得到部分,求等比数列的和,此时一定要查清其项数.为保证结果正确,可对得到的和取n=1,2进行验证.
*
『对接训练』
2.[2019·山东青岛一模]已知公比为q的等比数列{an}满足2a1+a3=3a2,且a3+2是a2,
a4的等差中项.
(1)求q的值;
(2)若bn=anlog2an,求数列{bn}的前n项和Sn. 解析:(1)设等比数列{an}的公比为q,
??2a1+a3=3a2,依题意,有?
?a2+a4=2?a3+2?,???a1?2+q?=3a1q ①,
即?32
??a1?q+q?=2a1q+4 ②,
22
n
由①得q-3q+2=0,解得q=2或q=1. 代入②知q=1不成立,故舍去,所以q=2. (2)由(1)知a1=2,所以an=2,
bn=anlog2an=2nlog22n=n·2n,
- 4 -

