数列求通项公式的常见题型与解题方法
数列是高中数学的重要内容,又是学习高等数学的基础.高考对本章的考查比较全面,等差数列,等比数列的考查每年都不会遗漏.有关数列的试题经常是综合题,经常把数列知识和指数函数、对数函数和不等式的知识综合起来,试题也常把等差数列、等比数列,求极限和数学归纳法综合在一起.探索性问题是高考的热点,常在数列解答题中出现.本章中还蕴含着丰富的数学思想,在主观题中着重考查函数与方程、转化与化归、分类讨论等重要思想,以及配方法、换元法、待定系数法等基本数学方法.
数列这一章的主要章节结构为:
近几年来,高考关于数列方面的命题主要有以下三个方面:(1)数列本身的有关知识,其中有等差数列与等比数列的概念、性质、通项公式及求和公式.(2)数列与其它知识的结合,其中有数列与函数、方程、不等式、三角、几何的结合.(3)数列的应用问题,其中主要是以增长率问题为主.试题的难度有三个层次,小题大都以基础题为主,解答题大都以基础题和中档题为主,只有个别地方用数列与几何的综合与函数、不等式的综合作为最后一题难度较大.
对数列求通项公式这一部分内容做一个浅显的分析与提炼. 题型1 已知数列前几项求通项公式 在我们的教材中,有这样的题目:
??01. 数列0,2,0,2?的通项an????2
1
n为奇数n为偶数.
2.数列?11111n,,?,?的通项an?. (?1)1?22?33?44?5n(n?1)1357n?12n?1,1?,1?,1??的通项. 1+(?1)a?n22426282(2n)23.数列1?例1.写出下面数列的一个通项公式,使它的前4项分别是下列各数:
22?132?142?152?1(n?1)2?1(1),,,;an? 2345n?1
11111(2)?,,?,.an?(?1)n
1?22?33?44?5n(n?1)
例2.观察下面数列的特点,写出每个数列的一个通项公式: n(1)?1,7,?13,19,?;an?(?1)(6n?5)
7
(2)7,77,777,7777,77777,?;an?(10n?1) 9n?(3)5,0,?5,0,5,0,?5,0,?.an?5sin
2练习1:写出下面数列的一个通项公式:
31537n?2 313131?(?1)n?2(2),,,,,?.a?(1)?1,,?,,?,,?;an?n 52117173n?223456n练习2.在某报《自测健康状况》的报道中,自测血压结果与相应年龄的统计数据如下表. 观察表中数据的特点,用适当的数填入表中空白( )内. 年龄(岁) 30 35 40 45 50 55 60 65 收缩压(水银柱 毫米) 110 115 120 125 130 135 (140)145 舒张压(水银柱 毫米) 70 73 75 78 80 83 ( 85)88 练习3.根据下列5个图形及相应点的个数的变化规律,猜测第n个图中有__n2-n+1_个点.
。 。 。 。。 。 。 。 。 。 。 。 。 。。 。 。 。。 。 。。 。 。 。 。 。 。 。 。。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。 。
(1) (2) (3) (4) (5)
(2006年广东卷)在德国不来梅举行的第48届世乒赛期间,某商店橱窗里用同样的乒乓球堆成若干堆“正三棱锥”形的展品,其中第1堆只有1层,就一个球;第
2
?
2,3,4,?堆最底层(第一层)分别按图4所示方式固定摆放,从第二层开始,每层的小球自然垒放在下一层之上,第n堆第n层就放一个乒乓球,以f(n)表示第n堆的乒乓球总
数,则f(3)?_10_;f(n)?_16n(n?1)(n?2)___ (答案用n表示).
题型2 由an与Sn的关系求通项公式 在我们的教材中,有这样的题目: 1. 已知数列{an}的前n项和S1n?2(n2?n),则an? n . 2. 已知数列{a?1,n}的前n项和Sn?3?2n,则an? ??5n?2n?1n?2, .3设数列?an?的前n项和为Sn,且 Sn?n2?4n?4. (1)求数列?an?的通项公式; (2)设bnn?a2n,求数列?bn?的前n项和为Tn, 20. (本小题满分14分)
(1) 解:当n?1时,a1?S1?1. 当n?2时,an?Sn?Sn?1
?n2?4n?4???n?1?2?4?n?1??4?
?2n?5. 分
∵a1?1不适合上式, ∴a?1,?1,n??n2n?5,n?2. ?分
?1,n?(2)证明: ∵ba??21nn?2n??2n?5.
???2n,n?2
3
1分 ??3
??4
?? 1, ??6分 21?112n?5当n?2时,Tn??2?3???, ①
2222n11?112n?72n?5Tn?2?3?4????n?1. ② n222222当n?1时,T1?①-②得:
112112n?5Tn??2?2(3???n)?n?1 222222112n?5 ?(1?n?2)?n?1
2222n?1(n?2), ??8分 得Tn?1?n2
这类题目主要注意sn与an之间关系的转化.即:
?S (n=1) an=?1?Sn?Sn?1 (n?2)一般已知条件中含an与Sn的关系的数列题均可考虑用上述公式. 例如:(04年浙江)设数列{an}的前项的和Sn=(Ⅰ)求a1;a2;
(Ⅱ)求证数列{an}为等比数列.
1?(an-1) (n?N). 31111(a1?1),得a1?(a1?1) ∴a1?? 又S2?(a2?1),即333211a1?a2?(a2?1),得a2?.
3411 (Ⅱ)当n>1时,an?Sn?Sn?1?(an?1)?(an?1?1),
33解: (Ⅰ)由S1? 得
an111??,所以?an?是首项?,公比为?的等比数列.
22an?12课堂中我们还可以设计如下例题及练习,训练学生这方面的技能.
*3.已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足Sn?1?an(n?N)则an? .
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