常见递推数列通项公式的求法典型例题及习题

常见递推数列通项公式的求法典型例题及习题

【典型例题】

[例1] a n +1=ka n +b 型。

(1)k =1时,a n +1-a n =b ⇒{a n }是等差数列,a n =b ⋅n +(a 1-b ) (2)k ≠1时,设a n +1+m =k (a n +m ) ∴ a n +1=ka n +km -m

比较系数:km -m =b ∴

m =

b k -1

{a n +

b b a 1+k -1是等比数列,公比为k ,首项为k -1

a n +

b b b b

=(a 1+) ⋅k n -1a n =(a 1+) ⋅k n -1-k -1k -1k -1k -1 ∴

[例2] a n +1=ka n +f (n ) 型。

(1)k =1时,a n +1-a n =f (n ) ,若f (n ) 可求和,则可用累加消项的方法。

例:已知{a n }满足a 1=1,解:

a n +1-a n =

1

n (n +1) 求{a n }的通项公式。

a n +1-a n =

111

=-

n (n +1) n n +1

1111-a n -1-a n -2=-n -1n n -2n -1

a n -a n -1=

a n -2-a n -3=a 3-a 2=

11

-

n -3n -2……

111-a 2-a 1=1-23 2

a n -a 1=1-

11

a n =2-

n ∴ n

对这(n -1)个式子求和得:

(2)k ≠1时,当f (n ) =an +b 则可设a n +1+A (n +1) +B =k (a n +An +B ) ∴ a n +1=ka n +(k -1) An +(k -1) B -A

⎧(k -1) A =a b a a B =+⎨A =(k -1) B -A =b k -1(k -1) 2 k -1,∴ ⎩ 解得:

∴ {a n +An +B }是以a 1+A +B 为首项,k 为公比的等比数列 ∴ a n +An +B =(a 1+A +B ) ⋅k

n -1

n -1a =(a +A +B ) ⋅k -An -B 将A 、B 代入即可 n 1∴

n

(3)f (n ) =q (q ≠0,1)

a n +1k a n 1

=⋅n +n +1n +1

q q q 等式两边同时除以q 得q C n =

a n k 1

C =C +

q n 则n +1q n q ∴ {C n }可归为a n +1=ka n +b 型

[例3] a n +1=f (n ) ⋅a n 型。

(1)若f (n ) 是常数时,可归为等比数列。

(2)若f (n ) 可求积,可用累积约项的方法化简求通项。

例:已知:

a 1=

12n -1

a n =a n -1

3,2n +1(n ≥2)求数列{a n }的通项。

a n a n -1a n -2a 3a 22n -12n -32n -5533⋅⋅ ⋅=⋅⋅ ⋅=

a 2a 12n +12n -12n -3752n +1 解:a n -1a n -2a n -3

a n =a 1⋅

31=

2n +12n +1

[例4]

a n =k ⋅

m ⋅a n -1

m +a n -1型。

11111k =k (+) =k ⋅+

a n -1m ∴ a n a n -1m 考虑函数倒数关系有a n

C n =

1

a n 则{C n }可归为a n +1=ka n +b 型。

练习:

1. 已知{a n }满足a 1=3,a n +1=2a n +1求通项公式。 解:

设a n +1+m =2(a n +m ) a n +1=2a n +m ∴ m =1 ∴ {a n +1+1}是以4为首项,2为公比为等比数列 ∴ a n +1=4⋅2

n -1

∴ a n =2

n +1

-1

*

2. 已知{a n }的首项a 1=1,a n +1=a n +2n (n ∈N )求通项公式。

解:

a n -a n -1=2(n -1) a n -1-a n -2=2(n -2) a n -2-a n -3=2(n -3) …… a 3-a 2=2⨯2

+a 2-a 1=2⨯1

a n -a 1=2[1+2+ +(n -1)]=n 2-n

2

a =n -n -1 n ∴

3. 已知{a n }中,解:

a n +1=

n

a n

n +2且a 1=2求数列通项公式。

a n a n -1a n -2a 3a 2n -1n -2n -3n -4212⋅⋅ ⋅=⋅⋅⋅ ⋅=

a n -1a n -2a n -3a 2a 1n +1n n -1n -243n (n +1)

a n 24=a n =n (n +1) ∴ n (n +1) ∴ a 1

4. 数列{a n }中,解:

a n +1

2n +1⋅a n

=n +1

2+a n ,a 1=2,求{a n }的通项。

2n +1+a n 1111

=+n +1=n +1

a n +12a n ∴ a n +1a n 2

b n =

111

b n +1=b n +n +1b n =b n -1+n

a n ∴ 2 ∴ 2

1

2n 12n -1 12n -2……

b n -b n -1=

b n -1-b n -2=b n -2-b n -3=b 3-b 2=

123

+b 2-b 1=

12

11n -1

[1-() ]211==-n

111122b n -b 1=2+3+ +n 1-2222 1112n -12n

b n =-n +=a n =n

n

22222-1 ∴ ∴

5. 已知:a 1=1,n ≥2时,解:

a n =

1

a n -1+2n -12,求{a n }的通项公式。

1

a n +An +B =[a n -1+A (n -1) +B ]

2设

a n =

1111a n -1-An -A -B 2222

⎧1

-A =2⎪⎪2⎨⎧A =-4⎪-1A -1B =-1⎨⎪22⎩∴ 解得:⎩B =6 ∴ a 1-4+6=3 1

∴ {a n -4n +6}是以3为首项,2为公比的等比数列 13

a n -4n +6=3⋅() n -1a n =n -1+4n -6

22∴ ∴

【模拟试题】

1. 已知{a n }中,a 1=3,a n +1=a n +2,求a n 。 2. 已知{a n }中,a 1=1,a n =3a n -1+2(n ≥2)求a n 。

n

{a }a =2a +2a =1n n n -13. 已知中,1,(n ≥2)求a n 。

n

4. 已知{a n }中,a 1=4,

a n =4-

4

a n -1(n ≥2)求a n 。

2

2S n

a n =

S {a }a 2S n -1(n ≥2) 5. 已知n 中,a 1=1,其前n 项和n 与n 满足

1

}

(1)求证:S n 为等差数列 (2)求{a n }的通项公式

{

6. 已知在正整数数列{a n }中,前n 项和S n 满足

S n =

1

(a n +2) 28

(1)求证:{a n }是等差数列 (2)若b n 值

=

1

a n -302,求{b n }的前n 项和的最小

【试题答案】

1. 解:

由a n +1=a n +2,得a n =a n -1+2

n -1

a -a =2n -1∴ n

n

n -1

a n -1-a n -2=2n -2……

+a 2-a 1=2

2(1-2n -1) a n -a 1==2n -2n n

a =2-2+a =2+1 1-2n 1∴ ∴

2. 解:

由a n =3a n -1+2得:a n +1=3(a n -1+1)

a n +1

=3

∴ a n -1+1 即{a n +1}是等比数列

a n +1=(a 1+1) ⋅3n -1 ∴ a n =(a 1+1) ⋅3n -1-1=2⋅3n -1-1

3. 解:

a n a n -1

-n -1=1n a =2a +2n n -122由得

n

a n a n 1

=+(n -1) n n -1n n

2∴ 2成等差数列,2 ∴ a n =n ⋅2-2

{

4. 解:

a n +1-2=2-

1

∴ a n +1-2

a n 42(a n -2) 111

===+a n a n

∴ a n +1-22(a n -2) 2a n -2(n ≥1)

111

=b n =a n -22(n ≥1)设a n -2 1

(n ≥1) 2

-

b n +1-b n =

111n 2=+(n -1) ⋅=a n =+2

22 n ∴ {b n }是等差数列 ∴ a n -2a 1-2

5. 解:

2

2S n =

2S n -1 ∴ S n -1-S n =2S n S n -1

(1)

S n -S n -1

111-=2{S n S n -1

∴ S n 是首项为1,公差为2的等差数列 1

=2n -1S ∴ n

12

)

-22n -1=a n =(n ≥2)

114n 2-8n +32⋅-1S n =

2n -12n -1(2) ∴

2(

⎧1

⎪a n =⎨-2

⎪⎩4n 2-8n +3又 ∵ a 1=1 ∴

6. 解:

n =1(n ≥2)

1

a 1=S 1=(a 1+2) 2

8(1) ∴ a 1=2

11

a n =S n -S n -1=(a n +2) 2-(a n -1+2) 2

n ≥2时,88

整理得:(a n +a n -1)(a n -a n -1-4) =0

∵ {a n }是正整数数列 ∴ a n +a n -1≠0 ∴ a n -a n -1=4 ∴ {a n }是首项为2,公差为4的等差数列 ∴ a n =4n -2

(2)

b n =

1

(4n -2) -30=2n -312

2

{b }S =n -30n n n ∴ 为等差数列 ∴

2

∴ 当n =15时,S n 的最小值为15-30⨯15=-225

常见递推数列通项公式的求法典型例题及习题

【典型例题】

[例1] a n +1=ka n +b 型。

(1)k =1时,a n +1-a n =b ⇒{a n }是等差数列,a n =b ⋅n +(a 1-b ) (2)k ≠1时,设a n +1+m =k (a n +m ) ∴ a n +1=ka n +km -m

比较系数:km -m =b ∴

m =

b k -1

{a n +

b b a 1+k -1是等比数列,公比为k ,首项为k -1

a n +

b b b b

=(a 1+) ⋅k n -1a n =(a 1+) ⋅k n -1-k -1k -1k -1k -1 ∴

[例2] a n +1=ka n +f (n ) 型。

(1)k =1时,a n +1-a n =f (n ) ,若f (n ) 可求和,则可用累加消项的方法。

例:已知{a n }满足a 1=1,解:

a n +1-a n =

1

n (n +1) 求{a n }的通项公式。

a n +1-a n =

111

=-

n (n +1) n n +1

1111-a n -1-a n -2=-n -1n n -2n -1

a n -a n -1=

a n -2-a n -3=a 3-a 2=

11

-

n -3n -2……

111-a 2-a 1=1-23 2

a n -a 1=1-

11

a n =2-

n ∴ n

对这(n -1)个式子求和得:

(2)k ≠1时,当f (n ) =an +b 则可设a n +1+A (n +1) +B =k (a n +An +B ) ∴ a n +1=ka n +(k -1) An +(k -1) B -A

⎧(k -1) A =a b a a B =+⎨A =(k -1) B -A =b k -1(k -1) 2 k -1,∴ ⎩ 解得:

∴ {a n +An +B }是以a 1+A +B 为首项,k 为公比的等比数列 ∴ a n +An +B =(a 1+A +B ) ⋅k

n -1

n -1a =(a +A +B ) ⋅k -An -B 将A 、B 代入即可 n 1∴

n

(3)f (n ) =q (q ≠0,1)

a n +1k a n 1

=⋅n +n +1n +1

q q q 等式两边同时除以q 得q C n =

a n k 1

C =C +

q n 则n +1q n q ∴ {C n }可归为a n +1=ka n +b 型

[例3] a n +1=f (n ) ⋅a n 型。

(1)若f (n ) 是常数时,可归为等比数列。

(2)若f (n ) 可求积,可用累积约项的方法化简求通项。

例:已知:

a 1=

12n -1

a n =a n -1

3,2n +1(n ≥2)求数列{a n }的通项。

a n a n -1a n -2a 3a 22n -12n -32n -5533⋅⋅ ⋅=⋅⋅ ⋅=

a 2a 12n +12n -12n -3752n +1 解:a n -1a n -2a n -3

a n =a 1⋅

31=

2n +12n +1

[例4]

a n =k ⋅

m ⋅a n -1

m +a n -1型。

11111k =k (+) =k ⋅+

a n -1m ∴ a n a n -1m 考虑函数倒数关系有a n

C n =

1

a n 则{C n }可归为a n +1=ka n +b 型。

练习:

1. 已知{a n }满足a 1=3,a n +1=2a n +1求通项公式。 解:

设a n +1+m =2(a n +m ) a n +1=2a n +m ∴ m =1 ∴ {a n +1+1}是以4为首项,2为公比为等比数列 ∴ a n +1=4⋅2

n -1

∴ a n =2

n +1

-1

*

2. 已知{a n }的首项a 1=1,a n +1=a n +2n (n ∈N )求通项公式。

解:

a n -a n -1=2(n -1) a n -1-a n -2=2(n -2) a n -2-a n -3=2(n -3) …… a 3-a 2=2⨯2

+a 2-a 1=2⨯1

a n -a 1=2[1+2+ +(n -1)]=n 2-n

2

a =n -n -1 n ∴

3. 已知{a n }中,解:

a n +1=

n

a n

n +2且a 1=2求数列通项公式。

a n a n -1a n -2a 3a 2n -1n -2n -3n -4212⋅⋅ ⋅=⋅⋅⋅ ⋅=

a n -1a n -2a n -3a 2a 1n +1n n -1n -243n (n +1)

a n 24=a n =n (n +1) ∴ n (n +1) ∴ a 1

4. 数列{a n }中,解:

a n +1

2n +1⋅a n

=n +1

2+a n ,a 1=2,求{a n }的通项。

2n +1+a n 1111

=+n +1=n +1

a n +12a n ∴ a n +1a n 2

b n =

111

b n +1=b n +n +1b n =b n -1+n

a n ∴ 2 ∴ 2

1

2n 12n -1 12n -2……

b n -b n -1=

b n -1-b n -2=b n -2-b n -3=b 3-b 2=

123

+b 2-b 1=

12

11n -1

[1-() ]211==-n

111122b n -b 1=2+3+ +n 1-2222 1112n -12n

b n =-n +=a n =n

n

22222-1 ∴ ∴

5. 已知:a 1=1,n ≥2时,解:

a n =

1

a n -1+2n -12,求{a n }的通项公式。

1

a n +An +B =[a n -1+A (n -1) +B ]

2设

a n =

1111a n -1-An -A -B 2222

⎧1

-A =2⎪⎪2⎨⎧A =-4⎪-1A -1B =-1⎨⎪22⎩∴ 解得:⎩B =6 ∴ a 1-4+6=3 1

∴ {a n -4n +6}是以3为首项,2为公比的等比数列 13

a n -4n +6=3⋅() n -1a n =n -1+4n -6

22∴ ∴

【模拟试题】

1. 已知{a n }中,a 1=3,a n +1=a n +2,求a n 。 2. 已知{a n }中,a 1=1,a n =3a n -1+2(n ≥2)求a n 。

n

{a }a =2a +2a =1n n n -13. 已知中,1,(n ≥2)求a n 。

n

4. 已知{a n }中,a 1=4,

a n =4-

4

a n -1(n ≥2)求a n 。

2

2S n

a n =

S {a }a 2S n -1(n ≥2) 5. 已知n 中,a 1=1,其前n 项和n 与n 满足

1

}

(1)求证:S n 为等差数列 (2)求{a n }的通项公式

{

6. 已知在正整数数列{a n }中,前n 项和S n 满足

S n =

1

(a n +2) 28

(1)求证:{a n }是等差数列 (2)若b n 值

=

1

a n -302,求{b n }的前n 项和的最小

【试题答案】

1. 解:

由a n +1=a n +2,得a n =a n -1+2

n -1

a -a =2n -1∴ n

n

n -1

a n -1-a n -2=2n -2……

+a 2-a 1=2

2(1-2n -1) a n -a 1==2n -2n n

a =2-2+a =2+1 1-2n 1∴ ∴

2. 解:

由a n =3a n -1+2得:a n +1=3(a n -1+1)

a n +1

=3

∴ a n -1+1 即{a n +1}是等比数列

a n +1=(a 1+1) ⋅3n -1 ∴ a n =(a 1+1) ⋅3n -1-1=2⋅3n -1-1

3. 解:

a n a n -1

-n -1=1n a =2a +2n n -122由得

n

a n a n 1

=+(n -1) n n -1n n

2∴ 2成等差数列,2 ∴ a n =n ⋅2-2

{

4. 解:

a n +1-2=2-

1

∴ a n +1-2

a n 42(a n -2) 111

===+a n a n

∴ a n +1-22(a n -2) 2a n -2(n ≥1)

111

=b n =a n -22(n ≥1)设a n -2 1

(n ≥1) 2

-

b n +1-b n =

111n 2=+(n -1) ⋅=a n =+2

22 n ∴ {b n }是等差数列 ∴ a n -2a 1-2

5. 解:

2

2S n =

2S n -1 ∴ S n -1-S n =2S n S n -1

(1)

S n -S n -1

111-=2{S n S n -1

∴ S n 是首项为1,公差为2的等差数列 1

=2n -1S ∴ n

12

)

-22n -1=a n =(n ≥2)

114n 2-8n +32⋅-1S n =

2n -12n -1(2) ∴

2(

⎧1

⎪a n =⎨-2

⎪⎩4n 2-8n +3又 ∵ a 1=1 ∴

6. 解:

n =1(n ≥2)

1

a 1=S 1=(a 1+2) 2

8(1) ∴ a 1=2

11

a n =S n -S n -1=(a n +2) 2-(a n -1+2) 2

n ≥2时,88

整理得:(a n +a n -1)(a n -a n -1-4) =0

∵ {a n }是正整数数列 ∴ a n +a n -1≠0 ∴ a n -a n -1=4 ∴ {a n }是首项为2,公差为4的等差数列 ∴ a n =4n -2

(2)

b n =

1

(4n -2) -30=2n -312

2

{b }S =n -30n n n ∴ 为等差数列 ∴

2

∴ 当n =15时,S n 的最小值为15-30⨯15=-225


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