数列常见数列公式(超全的数列公式及详细解法编撰)

萌到你眼炸
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2021年02月10日 14:59
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-

2021年2月10日发(作者:天津个人房屋出租)



. .

























..




















































..




数列常见数列公式(超全的数列公式及详细解法编撰)



1


.等差数列:一般地,如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项 的差等于同一个常数,即


a


n



a


n



1

< p>
=d




n

< p>


2



n



N



,这个数列就叫做等差数列,这个常数就叫做等差数列的公差(常用字母“


d


”表示)




2


.等差数列的通项公式:



a


n



a


1



(


n

< br>


1


)


d






a


n



a


m



(


n



m


)


d








a


n


=pn+q



(p



q< /p>


是常数


))






3


.有几种方法可以计算公差


d




d=


a< /p>


n



a


n



1






d=


4< /p>


.等差中项:


A



a


n



a


1


a



a


m






d=


n



n



1


n



m


a



b



a


,


b


,


成等差数列



2


5


.等差数列的性质:



m+n=p+q



a


m



a


n


a


p



a


q



(m, n, p, q



N )


等差数列前


n


项和公式



6.

< p>
等差数列的前


n


项和公式




1



S


n



n


(


a


1



a


n


)


n


(

< br>n



1


)


d


d


d




2



S


n< /p>



na


1





3



S


n



n


2



(


a

< br>1



)


n


,当


d



0


,是一个常数项为零


2


2


2

< p>
2


的二次式



8.


对等差数列前项和的最值问题有两种方法


:



1




利用


a


n


:当


a


n


>0



d<0


,前


n


项和有 最大值


可由


a


n



0


,且


a


n



1



0< /p>


,求得


n


的值




a


n


<0< /p>



d>0


,前


n


项和有最小值


可由


a

< br>n



0


,且

a


n



1



0


,求得


n


的值




2




利用


S


n


:由


S


n



d


2


d


n



(


a


1


< br>)


n


二次函数配方法求得最值时


n


的值



2


2


等比数列



1


.等比数列:如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项 的比等于同一个常数,那么这个数列就叫做等比数



.


这个常数叫做等比数列的公比;公比通常用字母


q


表示(


q



0



,即:


a


n


=


q



q



0




a


n



1


n



1


n



m


(


a


1

< br>


q



0


)



2.


等比数列的通项公式


:




a


n



a


1



q


(


a


1



q



0

< br>)












a


n



a


m



q


3




a


n


}成等比数列



a


n


< p>
1



=


q



n



N

,


q



0






a< /p>


n



0


”是数列 {


a


n


}成等比数列的必要非充分条件



a


n


4


.既是等差又是等比数列的数列



非零常数 列.




5


. 等比中项:


G



a


b


的等比中项


.




G


=


±


ab



a


,


b


同号)


.


6


.性质:若


m+n=p+q



a


m


< br>a


n



a


p



a


q



a .


































.. .





















































. ..





. .

























..




















































..




7


.判断等比数列的方法:定义法, 中项法,通项公式法



8


.等比数列的增减性:




q>1,


a


1


>0



0< p>
a


1


<0



, {


a


n


}


是递增数列


;











q>1,


a


1


<0,



0


a


1


>0


< p>
, {


a


n


}

< p>
是递减数列


;



q=1



, {


a


n


}


是常 数列


;


































q<0



, {


a


n


}


是摆 动数列


;


等比数列前


n


项和



等比数列的前


n


项和公式:



a


1


(


1



q


n


)


a



a


n


q





∴当


q< /p>



1


时,


S


n









S


n



1






1



q


1



q





q=1


时,


S


n


< p>
na


1



当已知


a


1


, q, n


时用公式①;当已知


a


1< /p>


, q,


a


n


时,用公式②


.



数列通项公式的求法



一、定义法



直接利用等差数列或等比 数列的定义求通项的方法叫定义法,这种方法适应于已知数列类型的题目.


< p>
2



1


.等差数列



a


n


< p>
是递增数列,前


n


项和为


S


n


,且


a


1


,


a


3


,


a


9


成等比数列,


S


5



a


5< /p>


.求数列



a


n



的通项公式


.



解:设数列



a

< br>n



公差为


d

< br>(


d



0


)



2


2


2



a


1


,


a


3


,


a


9


成等比数列,∴


a


3



a


1


a


9





(


a


1



2


d


)


< br>a


1


(


a


1



8


d


)



d



a


1


d




d



0





a


1



d


………………………………①< /p>



2



S


5



a


5

< p>



5


a


1



5



4



d



(


a


1



4


d


)


2


…………②



2


3


3



d




5


5


3

< br>3


3



a


n




(


n



1


)




n



5


5


5


由①②得:


a


1



点评:利用定义法求数列通项时要注意 不用错定义,设法求出首项与公差(公比)后再写出通项。



二、公式法



若已知数列的前


n


项和


S


n

< p>


a


n


的关系,求数列< /p>



a


n



的通项


a


n


可用公式


a


n




n



2


.已知数列



a


n



的前


n


项和


S


n


满足


S


n



2


a


n

< p>


(



1


)


,


n


1


.求数列



a

< br>n



的通项公式。


< p>


S


1














< /p>




n



1


求解。




S


n



S

< p>
n



1








n



2


解:由


a


1



S


1



2< /p>


a


1



1



a


1


< p>
1



n


a



S



S


2


(


a



a


)



2< /p>



(



1


)


,



n

< p>
n


n



1


n


n



1

n



2



时,有



a


n



2


a


n


< /p>


1



2



(



1)


n



1


,



a


n



1

< br>


2


a


n



2



2



(



1


)


n



2


,


……,


a


2



2


a


1



2


.



< br>a


n



2


n



1


a


1



2


n



1



(



1)



2


n

< p>


2



(



1)


2


< br>


2



(



1)


n



1



a .


































.. .





















































. ..





. .

























..




















































..





2


n



1



(



1


)


n


[(



2


)


n



1


(



2


)


n



2


< /p>




(



2


)]



2


n



1


2


[


1



(

< br>


2


)


n



1


]



(



1


)


3


n


2



[


2


n



2



(



1

< br>)


n



1


].


3


经验证


a

1



1


也满足上式,所以


a


n



2


n



2


[

< br>2



(



1


)


n



1


]



3



S


n











< br>







n



1


点评:利用公式


a


n

< br>



求解时,要注意对


n


分类讨论,但若能合写时一定要合并.



< /p>


S


n



S


n



1


< p>







n


2



三、由递推式求数列通项法



对于递推公式确定的数列的求解,通常可以通过递推公式的变换,转化为等差数列或等比 数列问题,有时也用


到一些特殊的转化方法与特殊数列。



类型


1


递推公式为

< br>a


n



1



a


n



f


(


n


)



解法:把原递推公式转化为


a


n

< p>


1



a


n



f


(

n


)


,利用累加法


(


逐差相加法


)


求解。



k


k


(2004


全 国卷


I.22)


已知数列


< p>
a


n




,


a


1


1,



a


2


k



a


2


k



1



(



1)


,


a


2


k



1

< p>


a


2


k



3


,


其中

< br>k



1,2,3,


……,求数列



a


n



的通项公式。


P24


styyj






3.


已知数列


a


n



满足


a


1



解 :由条件知:


a


n


< br>1



a


n






1


1



a


n



1



a


n



2


,求

< p>
a


n




2


n



n

1


1


1


1






2< /p>


n



n


n


(


n



1

< p>
)


n


n



1







n



1


,


2


,< /p>


3


,









,


(


n



1


)


(


n


< br>1


)










(


a


2



a


1


)



(


a


3



a


2


)

< br>


(


a


4



a


3


)










(


a


n



a


n



1


)

< br>


1


1


1


1


1


1


1



(


1



)



(



)



(



)





< br>





(



)



2


2


3


3


4


n



1


n


1


所以


a


n

< p>


a


1



1




n

1


1


1


3


1



a


1


< /p>




a


n




1


< p>




2


2


n


2


n

类型


2



1

)递推公式为


a


n



1



f


(

< br>n


)


a


n



解法:把原递推公式转化为


a


n< /p>



1



f


(


n


)


,利用累乘法


(


逐商相乘法


)


求解。



a


n


(2004


全国卷


I.15)


已知数 列


{


a


n


}< /p>


,满足


a


1


=1



a


n


=


a


1


+2


a


2


+3


a


3


+



+(


n

< p>


1)


a


n



1


(


n

< br>≥


2)


,则


{

< br>a


n


}


的通项

< br>






a


n





a .


































.. .





















































. ..




n



1



1


















P24



styyj





___


n



2



. .

























..




















































..





4.


已 知数列



a


n



满足


a


1



解:由条件知


2


n


a


n



1



a


n


,求


a


n




3


n



1


a


n



1


n


,分别令


n


< p>
1


,


2


,


3


,








,


(


n



1


)


,代入上式得


(


n


1


)


个等式累乘之,即




a


n


n



1


a

< br>a


a


2


a


3


a


4


1


1


2


3


n



1












n

< br>













n




a


1


a


2


a


3


a


n



1

< br>2


3


4


a


1


n


n




a


1



2


2




a


n




3


3


n



2

< br>)


.由


a


n


1



f


(


n


)


a


n< /p>



a


1


确定的递 推数列



a


n



的通项可如下求得:



由已知递推式 有


a


n



f< /p>


(


n



1


)


a


n


< p>
1




a


n



1


f


(


n



2


)


a


n


< /p>


2







a


2

< p>


f


(


1


)


a


1


依次向前代入,得



a


n



f


(


n



1


)


f


(

< br>n



2


)





f


(


1


)


a


1




简记为


a


n



(



f


(


k


))

< p>
a


1




(


n



1

,



f


(


k


)



1


)< /p>


,这就是叠(迭)代法的基本模式。



k



1


k



1


n



1


0



3




递推式:


a


n

< p>


1



pa


n



f


< br>n











解法:只需构造数列



b


n


< br>,消去


f



n

< br>


带来的差异.



< p>
5


.设数列



a


n




a


1



4


,

< br>a


n



3


a


n



1



2


n



1


,


(


n



2


)


,求


a

< p>
n


.


解:设


b


n



a


n



An



B




a


n


b


n



An



B


,将


a


n


,


a


n< /p>



1


代入递推式,得


b


n



An



B



3



b


n



1



A


(


n



1


)



B



< br>2


n



1



3


b


n



1



(


3


A



2


)


n



(


3


B



3


A

< br>


1


)





A



1



A



3


A



2







B



1


< br>


B



3


B



3


A



1





b


n



a


n



n



1




< br>)



b


n



3


b


n



1


,



b


1



6




b


n



6



3


n

< br>


1



2



3


n








a


n



2



3


n



n



1


< br>2






1




f


(


n


)



n










b


n


< br>a


n



An


Bn



C


;(2)






a


n



3


a


n


< /p>


1



2


n



1



,

< p>
a


n



1



3


a


n


2



2


(


n



1


)< /p>



1



n



3



< p>





a


n



a

n



1



3


(


a


n


< /p>


1



a


n



2


)


< p>
2


转化为


b


n

< p>


pb


n



1



q


求之


.



6


.已知


a


1



3

< br>,


a


n



1



3


n



1


a


n



(


n



1


)


,求


a


n

< p>



3


n



2


a .


































.. .





















































. ..





. .

























..




















































..




解:


a< /p>


n



3


(


n



1


)

< p>


1


3


(


n



2


)


1


3



2



1


3


< /p>


1








< p>
a


1



3


(


n



1

)



2


3


(


n



2


)< /p>



2


3



2



2


3

< p>


2


3


n



4


3


n


7




3


n



1


3< /p>


n



4


5


2


6



< p>
3



8


5


3


n



1











类型


3


递 推公式为


a


n



1



pa


n



q


(其中


p



q


均为常数,


(

pq


(


p



1


)



0


)





解法: 把原递推公式转化为:


a


n



1



t



p


(


a


n

< br>


t


)


,其中

< br>t



q


,再利用换元法转化为等 比数列求解。



1


< br>p


(2006..14







a


n






a


1


< br>1,


a


n


1



2


a


n



3(


n



1)




该< /p>







a


n


< p>
























P24



styyj





7.


已知数列



a


n


中,


a


1



1



a


n



1



2


a


n



3


,求


a


n


.









a


n

< br>


1



2


a


n



3







a


n



1



t



2


(


a


n


< br>t


)



a


n



1



2


a


n



t



t




3


.







< br>a


n



1



3



2


(


a


n



3


)


,



b


n



a


n



3


,则


b


1



a


1


3



4


,



n



1< /p>


n



1


n



1


比的等比数列,则


b


n



4



2



2


,


所以


a


n



2



3


.


b


n



1


a


n



1

< br>


3




2


.


所以



b


n



是以


b


1



4


为首项 ,


2


为公


b


n


a


n



3


n


n


类型


4


递推公式为


a


n



1



pa


n< /p>



q


(其中


p< /p>



q


均为常数,


(


pq


(


p



1


)(


q


< /p>


1


)



0


)








(或< /p>


a


n



1



pa


n



rq


,


其中


p



q,



r


均为常数)




2006


全国


I.22

< p>


(本小题满分


12


分)



设数列



a


n



的前


n< /p>


项的和


S


n


< /p>


4


1


2


a


n




2

< p>
n



1




n



1,

< br>2,3,


3


3


3



(Ⅰ)求首项


a


1


与通项


a


n






P25< /p>



styyj




解法:该类型较类型


3


要复杂一些。一 般地,要先在原递推公式两边同除以


q


n



1


,得:


a


n



1


p


a


n


1






q


n



1


q


q


n


q


引入辅助数列



b


n



(其中


b


n



< p>
8.


已知数列



a


n



中,


a


1



a


n

< p>
p


1


b



b




,得:


再应用类型


3


的方法解决。



n



1


n


n


q


q


q


5


1


1


,


a


n



1

< br>


a


n



(


)


n



1


,求


a


n


。< /p>



6


3


2


1


1


2


n

< p>


1


解:在


a

< p>
n



1



a


n



(

)


n



1


两边乘以


2


得:


2

n



1



a


n



1


< /p>


(


2


n



a


n


)


< p>
1



3


2


3


b


2


2

1


n


1


n


n



b


n


< /p>


2



a


n


,则


b


n



1



b


n



1


,


应用例


7


解法得:


b


n

< p>


3



2


(


)


n









所以


a< /p>


n



n



3


(


)


< p>
2


(


)



3


2


3


3

2


n


类型


5

递推公式为


a


n



2



pa


n

< br>


1



qa

n


(其中


p


q


均为常数)




a .


































.. .





















































. ..





. .

























..




















































..




解法:先把原递推公式转化为


a


n



2



sa


n



1

< p>


t


(


a


n



1


sa


n


)




s



t



p


其中


s


,< /p>


t


满足



,再应 用前面类型


3


的方法求解。



st




q

< p>



2006..



.22



(本小题满分

14


分)





已知数列



a


n



满足


a


1



1,


a< /p>


n



1



2


a


n


< p>
1(


n



N


*


).




I


)求数列



a


n



的通项公式;




P26



s tyyj





9.


已知数列


a


n



中,


a


1



1


,


a


2



2


,


a


n



2



解:由


a


n



2



2


1


a

< br>n



1



a


n


,求


a


n




3


3< /p>


2


1


a


n



1



a

< p>
n


可转化为


a


n



2



sa

< p>
n



1



t


(


a


n


1



sa


n


)



3


3



a


n



2


2



s



t



1



s



1

< br>






s




3



(


s



t


)


a


n



1



sta


n






3



1

< br>或



1


t





st





3


< /p>




t



1



3


< p>
1



s



1



1


s





这里不妨选用



(当然也可选用



大家可以试一试)



a



a




(


a


n


< /p>


1



a


n


)




a

< p>
n



1



a


n



3


1


n



2


n



1


3< /p>


t






3



t

< p>


1







a


2



a


1



1



公< /p>





1


1




< p>



,




a


n


1



a


n



(



)


n< /p>



1


,






1

< p>








3

3


n



1


,


2


,


3


,< /p>









,


(


n



1


)


,代入上式得< /p>


(


n



1


)


个等式累加之,




a


n



a< /p>


1



(



)


0



(

< p>


)


1









(



)


n



2< /p>


1


3


1


3


1


3


1


1

< p>


(



)


n



1


3



1


1



3


7


3


1< /p>


n



1



(



)


< p>


4


4


3


类型


6


递推公式为


S


n



a


n

< p>
的关系式。


(



S


n



f


(

< p>
a


n


)


)





a

1



1


,所以

a


n




S


1




< /p>









< p>






(


n


1


)


解法:利用


a


n




进行求解。

< p>


S



S








(


n



2


)


n< /p>



1



n


(2006..20)





(


本小题满分


12



)



已知正项数列


{a


n


}


,其前


n


项和


S

< p>
n


满足


10S


n


=a


n


2


+5a


n


+6



a


1


,a


3


,a


15


成等比数列,求数列


{a

< br>n


}


的通项


a

< br>n








P24



styyj





10.


已知数列



a


n


< br>前


n


项和


S

n



4



a


n



1


2< /p>


n



2


.



1


)求


a


n



1


< p>
a


n


的关系;



2


)求通项公式


a


n< /p>


.


解:



1< /p>


)由


S


n



4



a


n



1


2


n



2


得:


S


n



1


4



a


n



1



1


2< /p>


n



1



a .


































.. .





















































. ..





. .

























..




















































..




于是


S


n< /p>



1



S


n



(


a

< p>
n



a


n



1


)


(


所以


a


n



1



a


n



a


n



1



1


2


n



2


1



a


n


< br>1


2


n



1


2


1


1



a


n



n


.


2


2



1


n



1

< p>
)




2


)应用类型


4


的方法,上式两边同乘以


2


n



1

得:


2


n



1


a


n



1



2


n


a


n



2




a


1



S


1



4

< br>


a


1



1


n



2


a


n





2






2







< br>数






.







a



1


1


1



2


2


n


2


n


a


n


< br>2



2


(


n



1


)



2


n



a


n



n



1



2


类型


7


双数列型



解法:根据所给两个数列递 推公式的关系,灵活采用累加、累乘、化归等方法求解。




11.


已知数列

< br>


a


n



中,


a


1



1


;数列



b


n



中,


b


1



0


。当


n< /p>



2


时,


a


n




a


n


,


b


n


.


解:因


a


n

< p>


b


n



1


1


(


2

a


n



1



b


n



1< /p>


)


,


b


n



(


a


n

< p>


1



2


b


n



1

)



3


3


1


1


(


2


a< /p>


n



1



b


n



1

< p>
)



(


a


n



1


2


b


n



1


)



a


n< /p>



1



b


n



1


< p>
3


3


所以


a


n



b


n

< br>


a


n



1



b


n



1



a


n



2



b


n



2






< br>a


2



b


2



a


1



b


1



1




a


n



b


n



1


…………………………………………(


1




1


1


1


(


2


a

< br>n



1



b


n



1


)



(


a


n



1



2


b


n



1


)



(


a

< br>n



1



b


n



1


)



3


3


3


1


1


1


所以


a


n



b

< p>
n



(


a


n



1


b


n



1


)



(


)


2< /p>


a


n



2



b


n


< p>
2


)



……



(


)


n

< br>


1


(


a


1



b


1


)



3


3


3


1


1



(


)


n



1


.



a


n

< br>


b


n




(


)


n



1


………………………(


2

< p>



3


3


1


1


1


1

由(


1





2


)得:


a


n



[


1



(


)


n



1


]




b


n



[


1



(


)

< br>n



1


]



2


3


2


3


四、待定系数法(构造法)



又因为< /p>


a


n



b


n



求数列通项公式方法灵活多样,特别是对 于给定的递推关系求通项公式,观察、分析、推理能力要求较高。通


常可对递推式变换,


转化成特殊数列


(等差或等比数列)


来 求解,


这种方法体现了数学中化未知为已知的化归思想,


而运用 待定系数法变换递推式中的常数就是一种重要的转化方法。



1


、通过分解常数,可转化为特殊数列


{


a


n


+k


}


的 形式求解。一般地,形如


a


n



1


=p


a


n


+q



p



1



pq


< p>
0


)型的递推


式均可通过待定系数法对常数


q


分解法:设


a


n< /p>



1


+k=p



a


n


+k


)与 原式比较系数可得


pk



k

< p>
=


q


,即


k=

< p>
得等比数列


{


a


n


+k


}




q


,从而


p



1


1


a


n



1


+1



n



2


,求数列


{


a


n

< br>}


的通项公式。



2

< p>
1


1


解:由


a

< p>
n


=


a


n



1


+1


< br>n



2


)得

a


n



2=



a


n



1



2



,而< /p>


a


1



2=1< /p>



2=



1




2


2



12


、数列


{a


n


}


满足


a


1


=1



a


n


=


a .


































.. .





















































. ..





. .

























..




















































..




1


为公比 ,-


1


为首项的等比数列


< p>
2


1


1



a


n



2=

< br>-(



n


1









a


n


=2


-(



n



1



2


2


∴数列


{


a


n



2}


是以


说明:这个题目通过对常数


1


的分解,进行适当组合,可得等比数列


{


a


n



2}


,从而达到 解决问题的目的。




13

< p>
、数列


{


a


n

< p>
}


满足


a


1


=1



3


a


n



1


a


n



7



0


,


求数列


{


a


n


}


的通 项公式。



7



3


1


k


7


7



a


n



1



k




(


a


n



k


)


,比较系数得



k



< p>
解得


k





4


3


3

< br>3


7


1


7


7


3



{


a


n



}


是以< /p>



为公比,以


a


1




1


< /p>




为首项的等比数列

< br>


4


3


4


4


4


7


3


1


7


3


1



a


n






(



)


n



1

< br>


a


n





(



)


n



1



4


4


3


4


4


3



14

< p>
.已知数列



a


n



满足


a


1



1


,且


a

< p>
n



1



3


a


n


2


,求


a


n




解:由


3


a


n



1



a


n



7



0



a


n



1




a


n


< br>解:设


a


n


< br>1



t



3


(


a


n



t


)


,则


a< /p>


n



1



3


a


n


< p>
2


t



t



1



1


3


a


n



1



1


< /p>


3


(


a


n



1


)


< p>


a


n



1




(


a


1



1


)




项< /p>


,



3






< p>





a


n



1


(


a


1



1


)



3< /p>


n



1



2



3


n

< p>


1



a


n



2


3


n



1



1



点评:求递推式形如

< p>
a


n



1



pa


n


< br>q



p



q


为常数)的数列通项,可用迭代法或待定系数法构造新数列


q


q


a


n


< /p>


1




p


(


a


n


< p>
)


来求得


,


也可用“归纳 —猜想—证明”法来求,这也是近年高考考得很多的一种题型.



p



1


1



p


n



15< /p>


.已知数列



a


n



满足


a


1



1



a


n



3



2


a


n



1



(


n

< br>


2


)




a


n




a


n


2


a



1


a


n


2


a


n



1


n


解:将


a


n



3


< br>2


a


n



1


两边同除


3


n

,得


n




1




1



n



n


n



1


n


3


3


3


3


3


a


n


2


2

< br>2


1



b


n



n


,则


b


n



1


< /p>


b


n



1


.令


b


n



t



(


b


n



1


< br>t


)



b


n



b


n



1



t



3


3


3


3


3


a


2


8


2



t


< br>3


.条件可化成


b


n

< p>


3



(


b


n



1


3


)


,数列


b


n



3



是以


b


1



3



1



3




为首项,


为公比的等比数


3

3


3


3


a


n


8


2


列.


b


n



3





(


)


n



1


.因

< p>
b


n



n


,


3


3


3

< br>8


2



a


n



b


n


3


n



3


n


(




(


)


n



1



3


)


< br>a


n



3


n



1



2


n



2




3


3


n



1


n



1


点评:递推式为


a


n



1



pa


n



q


< p>
p



q


为常数)时,可同 除


q


,得



a


n



1


p


a


n


a


n





1


b



,令


从而化归为


a


n



1

< p>


pa


n



q



p


< br>q


为常数)型.



n

< p>
q


n



1


q


q


n


q

n


2


、通过分解系数,可转化为特殊数列

< br>{


a


n



a


n



1


}


的形式求解。这种方法适用于


a


n



2



pa


n



1


< p>
qa


n


型的递推式,通


过 对系数


p


的分解,可得等比数列


{


a


n



a


n



1


}


:设


a


n



2



ka


n

< br>


1



h


(


a


n



1



ka


n


)< /p>


,比较系数得


h



k



p


,



hk



q


,< /p>


可解得


h


,


k< /p>




*



2006..



.22



(本小题满分


14


分)已知数列< /p>



a


n



满足


a


1



1,


a


2


< p>
3,


a


n



2



3


a

< br>n



1



2


a


n


(


n



N


).



a .


































.. .





















































. ..



-


-


-


-


-


-


-


-