数列求和的十二种方法及递推数列求通项

萌到你眼炸
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2021年02月23日 19:13
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2021年2月23日发(作者:欧美青春校园电影)



十二类递推数列求通项公式



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


a


n



1

常数,


pq



p

< br>


1





q


1




0


)


。



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



f


(


n


)




a


n



f


(


n


)

< br>,利用


a


n


< br>1


a


p


1



·


n



引


入


辅


助


数


列


n



1


n


q


q


q


q


a


p


1

< br>b


n



n


,得:


b


n



1



b


n




n


)


q


q


q


再应用类型


3


的方法解决。



例

4


.


已


知


数


n



1


< /p>


b


n



(


其


中


解法:把原递推公式转化为


a


n



1

< br>累加法求解。



例


1

< p>
.


已


知


数


列


列



a

n




a


n



中


,


满< /p>


足


1


1


a


1



,


a

< p>
n



1



a


n



2

,求


a


n


。



2


n



n



5


1



1



a


1



,


a


n



1



a

< br>n






2



6


3




,求


a< /p>


n


。






类型


2< /p>


递推公式为


a


n



1



f


(< /p>


n


)


a


n



a


n


< p>
1



f


(


n


)


,


利用累乘法

< p>
解法:


把原递推公式转化为


a

n


求解。



例

2


.已知数列






类型


5< /p>


递推公式为


a


n



2



pa


n



1



qa< /p>


n


(其中


p


,< /p>


q


均


为常数)


, 即二阶递推数列。



解


法


:


先


把


原

< br>递


推


公


式


转


化


为



a


n



2


n


a


n


,求


a


n



满足


a


1



,


a


n



1


< br>3


n



1


a


n



2



sa


n



1< /p>



t



a


n



1


< p>
sa


n





s



t

< br>


p


其中


s

,


t


满足



,再应用前面类型的方法求解。



st




q



例


5


.


已


知


数


列



a


n



中


,


a


1



1

< br>,


a


2



2


,


a


n



2




类型< /p>


3


递推公式为


a


n



1



pa


n



q


(其中


p


,


q


均为常 数,




2


1


a


n



1



a


n


,求


a


n


。


< p>
3


3


pq



p



1


< br>


0


)


。



解法:把原递推公式转化为:


a


n



1


其中


t< /p>



t



p



a


n


< p>
t





类型


6


:递推公式为


S


n


与


a


n

< p>
的关系式。




q


,再利用换元法转化为等比数列求解。



1< /p>



p


例


3


.已知数列


求


a


n< /p>


。






a


n


< p>
中,


a


1



1


,


a


n

< br>


1



2


a


n



3


,



S


1


,


(


n



1


)


a



解法:利用


n



进行求解。



S



S


,


(


n



2


)


n



1



n


1


例

< br>6


.已知数列



a


n



前


n

< br>项和


S


n


4



a


n



n



2


。< /p>



2


(


1


)求


a


n



1


与


a


n


的关系;



(


2

< p>
)求通项公式


a


n


。




类型


4


递推公式为


a


n


< /p>


1




pa


n



q


n


(其中


p


,


q


均为


1


例


7


.



已知数列



a


n< /p>



中,


a


1



1


,




a


n



1



a


1



3a


2


< p>
5a


3





(2n



1)

< p>
a


n


,求


a


n





求






解法:


使用待定系数法



设


a


n


< br>Cn



D


2[


a


n



1



C


(


n



1)



D< /p>


]



(


C


,


D


是常数


)




解法:两边取对数



例


11


.已知数列



a


n



满足


a

< p>
1



1


,


a


n



a

2


n



1


(


n



2


)< /p>


,


a


n


。



类型


7


:


a


n



pa

< p>
n



1



qn


,(


p


,


q


为常数


)



a


n



2

a


n



1



Cn



2


C



D



例


8


.


已知数列


< /p>


a


n



中,


a


1





类型


8


:< /p>


p


1


a


n



1



例

< p>
12


.


已知


a

< p>


1,


a



10,


a


n



1


2


a


n

< br>


1


a


n



1


求


a


n



(


n



3,


4,5



)< /p>


,


a


n



2



1


,

< p>
a


n



2


a


n



1


3


n


,


求


a


n


.






类型< /p>


10


:奇偶项数列


p


2


a


n



1


a


n


< /p>


p


3


a


n



0


,


(

< p>
p


1


,


p


2


,


解法:作差或作商得,相间项成等差或成等比数列



例


13


、< /p>


(


1


)


在数列< /p>



a


n



中,


a


1


p


3


均为常数)




1



a


a


解法:两边同除以


n


n



1


,构造数列





a


n



例


9


.各 项均不为零的数列


任


意



1


,


a


n

< br>


1



6


n



a


n


,


求


a


n




1


,


a


n


a


n



1



3


n

< br>,求


a


n


(


2


)


、在数列

< br>


a


n



中,



a


1









类型


11


:双数列型




a


n



,首项


a


1


=1


,且对于

< br>(


或


n



N



均


有


6


a


n



1



a


n



1


a


n



2


a


n


< br>0


p


1


a


n


a


n



1



)


,求


a< /p>


n



p


2


a


n



p

< p>
3





例


10


.合肥市


2013


二模


20T


各项均不为零的数列



a


n


< p>
,首相


a


1


< p>
1


,且对于任意



2


a


n



0,


b


n



1

< p>
a


n



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。



例


14


.已知数列


n



N


均有


6


a


n



1



a


n



1


a


n


(


1


)求数列


< /p>


b


n



的通项公 式;




b


n



的前


n


项和 为


T


n


,


证明 :



a


n


< /p>


中,


a


1



1


;数列



b


n



中,


时


,


(


2


)

< p>
此处不要求做。


[


若数列


b


1



0


b< /p>


n





2


。


当


n< /p>



2


a


n



1


2


a

< p>
n



1




3


,


b

,



n



1


8


0


n


1< /p>


n



1


当


n



2


时,


(


n



1)

< p>
T


n



(


n



1)


C

< br>n



1


2



C


n



1


2




3


k


n



k


n


n




(


n



1

< br>


k


)


C


n





C


n



1


2



1


2


]



1


a


n



1



2b


n



1


求


a


n


,


b


n


。



< /p>


3


类型


9


:指数 型数列



a


n



1




a


n


r




Aa


n



B


类型


12


:


a


n



2


< p>
的数列



Ca


n



D


Aa


n

< p>


B


*



对于数列


a


n



2



,


a

< p>
1



m


,


n



N


(

A


,


B


,


C


,


D


是


Ca


n



D


数列求 和的八种方法



数列是高中代数的重要内容。在高考和各种数学 竞赛中


都占有重要地位。数列求和是数列的重要内容之一,除了等


差数和等比数列有求和公式外,大部分数列的求和都需要一


定的技巧。在数列求和过程 中,根据数列的特点,采用适当


的方法,定能较快、准确的求解



类型


1


:利用常用求和公式求和



利用下列常用求和公式求和是数列求和的最基本最重要


的方法。



等差数列求和公式:

S


n


常数且


C


0,


AD


BC



0


)



Ax



B



其


特


征


方


程


为


x



,


变


形


为


Cx



D


C


2


x



(

D



)


A



x



B


0< /p>



„②



若②有二异根



,


< br>a


n



1




a





c



n


,则可令


a


n


< /p>


1




a


n




(其中


c


是待定常数)


,代入


a


1


,


a


2


的值可求得


c


值。



这样数列


< p>


a


n





a


1



是首项为


,公比为

< p>
c


的等



a




a


< br>


1



n



比数列,于是这样可求得


a


n



1


1




c



若②有二 重根





, 则可令


a


n



1




a


n< /p>




(其中


c< /p>


是待定常数)


,代入


a

< br>1


,


a


2


的值可求得


c


值。



1



1



这样数列



,公差为< /p>


c


的等



是首项 为


a




a< /p>




n



n




n

< p>
(


a


1



a


n


)


n

(


n



1)



na


1



d



2


2


a


1


(1



q< /p>


)


a


1



a


n


q


< p>


1



q


1



q


等比数列求和公 式:当


q≠1


时,


S

< br>=








当


q=1


时,


S


= na



常


用


求


和


公


式


:


S


=


1


+


2


+„+


n

=


n


(


n



1)


,


2


差 数列,于是这样可求得


a


n



a


n



1



2


(


n

< br>


2)


,


例

15


.已知数列


{


a


n


}


满足


a


1



2,


a

< br>n



2


a


n



1



1


求数列


{


a


n


}


的通项


a


n





1


S


n



1


2



2


2





n

< br>2



n


(


n



1)(2


n


1)



6


1




S


=


1



2





n



n


(


n



1)



< p>


2



3


3


3


2


例

1


、已知


log


x =


-1


,求


x + x



+„x


的值。



log


2


3






例


16


.已知数列


{


a


n


}


满足


a


1



2,


a< /p>


n



1



求数列


{


a


n


}


的通项


a


n



大值。



2


a


n



1

< p>
(


n



N


*


)


,


4

a


n



6



例


2


、设


S< /p>


=1+2+3+„+n,n∈N


,求


f< /p>


(


n


)



S


n


的最


(


n



32)


S


n



1









3





类型


2< /p>


:错位相减法求和



这种方法主要用于数 列


{


a


·b


}


的前


n


项和,


其中


{a


},{b


}

< br>分别是等差数列和等比数列,且


{b


}

< br>的公比不为


1


。



例


3


、求和:


1

< p>


3


a



5


a


2


7


a


3





(2


n



1)


a


n


< /p>


1


(


a



0)




类型


3


:倒序相加法求和



倒序相加法求和即是将一个数列倒过来排列,再把它与


原数列相加,就可以得到


n


个(


a


1


类型


6


:并项求和


< /p>


针对一些特殊的数列,将某些项合并在一起就具有某种


特殊的性质 。因此,在求和时,可将这些项先合并在一起求



a

< p>
n


)



例


4


、函数


f(x)


对任意


x


∈


R


都有


f(x)+f(1-x)=


(


1


)


f(


1


.


2


2


n


和,然后再求


S


n


。


< p>
例


7


、在各项均为正数的等比数列


{


a


n


}

中,若


a


5


a

6


=9,


求


log


3




1


1


n



1


)


和


f(


) +f(


) (n


∈


N)


的值;



n


2


n


1


=


f(0)+f(< /p>


)+f(


n


(


2


)


数


列


{


a


n


}


满


足


:


a


n


)


„


a


1

< br>


log


3


a

< br>2





log


3


a


10

的值。



n


1


+f(


)+f(1)


,求



a


n



n





类型


4


:分项求和



有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将


这类数列 适当拆开,可分为几个等差、等比或常数列或特殊


数列,然后分别求和,再将其合并。< /p>



例


5


、求数列


{n


(


n+1


)


(2n+1)}


的前


n


项和


S


。







类型


5


:裂项求和



裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重


新组合, 使之消去一些项,最终达到求和的目的。



1

< br>1


1


例


6


、


求数列,


,


,

„,


„


n



n



1


2



3


1



2


的前


n


项和









4


类型


7


:利用数列的通项求和


< p>
利用数列的通项揭示的规律来求数列的前


n


项和, 是一


个重要的方法。







之和



例


8


、求

< br>1+11+111+„+



n


 


111



1













类型


8< /p>


:与绝对值相关的求和



此类题需根据通项确定各项的正、负,再去掉绝对值。



例


9


、


数

< p>
列


{


a


n


a


n


}


中

,


(n∈


a


1

< br>=8,


a


4


)


=2


且


满


足

< br>,


设


a


n



2



2


a



n



1


N


*


|


S


n



a


1



a


2


< br>



a


n


,求


S


n


。













答案:十二类递推数列求通项公式



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


a


n



1


类型< /p>


3


递推公式为


a


n



1


数,



pa


n



q< /p>


(其中


p


,


q< /p>


均为常



t


< /p>


p



a


n



t



< p>
pq



p



1




0

< br>)


。



解法:把原递推公式转化 为:


a


n



1


其中


t



q< /p>


,再利用换元法转化为等比数列求解。



1



p


例


3.


已知数列



a


n



中,


a


1




1


,


a


n



1



2


a


n



3


,求


a


n


。



a

n



f


(


n


)




a< /p>


n



f


(


n


)


,利用


解:设递 推公式


a


n



1


可以转化为


a


n


1


即


a


n



1


满


足< /p>



2


a


n



3



解法:把原递 推公式转化为


a


n


< br>1


累加法求解。



例

< p>
1.


已


知


数


列



t


< br>2



a


n



t





a


n




2


a


n



t


,所以


t




3




3



2


< br>a


n



3




b


n



1


a


n



1



3




2



b


n


a


n


< br>3


1


1


,求

a


n


。



a


1



,


a< /p>


n



1



a


n



2

< p>
2


n



n


解


:


由


条

件


知


:


故递推公式为


a


n



1

< br>令


b


n



a


n



3


, 则



a


n


< /p>


1



a


n



1


1


1

< p>
1






n


2


n


n



n



1



n


n< /p>



1


b


1



a


1


< p>
3



4


,且


所以


则


b


n



b


n


是以


b


1



4


为首项,


2


为公比的等比数列,< /p>



pa


n



q


n


(其中


p


,


q


均为


分别令< /p>


n


得



1


,


2


,


3

< p>
,„„,



n



1



,代入上式



4



2


n



1



2


n



1


,所以


a


n



2

< br>n



1



3




n



1



个等式累加之,即




a


2


a


1





a


3


< /p>


a


2





a


4


< p>
a


3




„„




a

< br>n



a


n



1



1




1


1




1


1



1





1




1

< br>












„„


< /p>






2




2

< p>
3




3


4




n


1


n



类型


4


递推公式为


a

< br>n



1


常数,

< br>pq



p


1





q



1




0


)


。



1


1


所以


a


n



a


1



1

< p>


又因为


a


1

< p>



n


2


1


1


3


1

所以


a


n




1






2


n


2


n


类型


2


递推公式 为


a


n



1< /p>


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


a


n


1


p



·




q


n



1

< br>q


q


n


q


引入辅助数列



f


(


n


)


a


n


a


n



1



f


(


n< /p>


)


,


解法:


把原 递推公式转化为


利用累乘法求解。



a


n


例


2.


已< /p>


知


数


列



b


n



(其中


b


n



a

< p>
n


)


,得:


< p>
q


n


b


n



1



p

1


b


n




q


q


n



1



a


n



满


足


再应用类型


3


的方法解决。



2


n


a


1


< /p>


,


a


n



1



a


n

< p>
,求


a


n


。



3


n


< br>1


a


n



1


n



解


:


由


条


件


知


a


n


n



1


5


1



1



例


4.


已知数列



a


n



中,


a


1



,


a


n


1



a


n





< /p>


2



6


3


n



1


,

< p>
求


a


n


。



,


分


别

令


n



1


,


2


,


3


,„ „,



n



1



,


代入上式得



n



1



个


等式累乘之,即


< br>1



1



解:在


a


n



1



a


n





两边乘以


2


n



1


得:




2



3


2


2


n



1


·


a


n



1


< br>2


n


·


a


n



1



3




a


n


a


2


a


3


a


4


1


2


3


n



1

< br>












……



a


1


a


2


a


3


a


n



1


2


3


4


n


a


n


1

< br>2



,


又因为


a


1


,所以


a


n


2


。



所以


a


1


n


3


n


3



5


令< /p>


b


n



2


n


·


a


n

< p>
,则


b


n



1



2


b

< br>n



1



3


n



2



应用例


3


解法得:

b


n



3



2




< /p>



3



b



1



< p>
1



所以


a


n



n


< br>3



2








2




3



2


n


n


n

-


-


-


-


-


-


-


-