2、an與n之間的函數(shù)關(guān)系可以用一個(gè)式子表示成an=f(n),那么這個(gè)式子就叫作這個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式.
5.a(chǎn)n與Sn的關(guān)系
若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,通項(xiàng)公式為an,
則an=
1.?dāng)?shù)列{an}是遞增數(shù)列?an+1>an恒成立.
2.?dāng)?shù)列{an}是遞減數(shù)列?an+1<an恒成立.
[基礎(chǔ)自測]
1.(思考辨析)判斷下列結(jié)論的正誤.(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)
(1)所有數(shù)列的第n項(xiàng)都能使用公式表達(dá). ( )
(2)根據(jù)數(shù)列的前幾項(xiàng)歸納出數(shù)列的通項(xiàng)公式可能不止一個(gè). ( )
(3)如果數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則對任意n∈N*,都有an+1=Sn+1-Sn
3、. ( )
(4)任何一個(gè)數(shù)列不是遞增數(shù)列,就是遞減數(shù)列. ( )
[答案] (1)× (2)√ (3)√ (4)×
2.(教材改編)數(shù)列-1,,-,,-,…的一個(gè)通項(xiàng)公式為( )
A.a(chǎn)n=± B.a(chǎn)n=(-1)n·
C.a(chǎn)n=(-1)n+1 D.a(chǎn)n=
B [由a1=-1,代入檢驗(yàn)可知選B.]
3.設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=n2,則a8的值為( )
A.15 B.16 C.49 D.64
A [當(dāng)n=8時(shí),a8=S8-S7=82-72=15.]
4.把3,6,10,15,21,…這些數(shù)叫做三角形數(shù),這是因?yàn)橐赃@些數(shù)目的點(diǎn)可以排成一個(gè)正
4、三角形(如圖所示).
則第6個(gè)三角形數(shù)是( )
A.27 B.28 C.29 D.30
B [由題圖可知,第6個(gè)三角形數(shù)是1+2+3+4+5+6+7=28.]
5.在數(shù)列{an}中,a1=1,an=1+(n≥2),則a5=( )
A. B. C. D.
D [a2=1+=2,a3=1+=1-=,a4=1+=1+2=3,a5=1+=1-=.]
由數(shù)列的前幾項(xiàng)歸納數(shù)列的通項(xiàng)公式
1.?dāng)?shù)列0,,,,…的一個(gè)通項(xiàng)公式為( )
A.a(chǎn)n=(n∈N*) B.a(chǎn)n=(n∈N*)
C.a(chǎn)n=(n∈N*) D.a(chǎn)n=(n∈N
5、*)
C [注意到分子0,2,4,6都是偶數(shù),對照選項(xiàng)排除即可.]
2.?dāng)?shù)列{an}的前4項(xiàng)是,1,,,則這個(gè)數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式是an=__________.
[數(shù)列{an}的前4項(xiàng)可變形為,,,,故an=.]
3.寫出下面各數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式:
(1)3,5,7,9,…;
(2),-,,-,,…;
(3)3,33,333,3 333,…;
(4)-1,1,-2,2,-3,3….
[解] (1)各項(xiàng)減去1后為正偶數(shù),所以an=2n+1.
(2)數(shù)列中各項(xiàng)的符號可通過(-1)n+1表示.每一項(xiàng)絕對值的分子比分母少1,而分母組成數(shù)列21,22,23,24,…,
所以an=(
6、-1)n+1.
(3)將數(shù)列各項(xiàng)改寫為,,,,…,分母都是3,而分子分別是10-1,102-1,103-1,104-1,…,
所以an=(10n-1).
(4)數(shù)列的奇數(shù)項(xiàng)為-1,-2,-3,…可用-表示,
數(shù)列的偶數(shù)項(xiàng)為1,2,3,…可用表示.
因此an=
[規(guī)律方法] 由前幾項(xiàng)歸納數(shù)列通項(xiàng)的常用方法及具體策略
(1)常用方法:觀察(觀察規(guī)律)、比較(比較已知數(shù)列)、歸納、轉(zhuǎn)化(轉(zhuǎn)化為特殊數(shù)列)、聯(lián)想(聯(lián)想常見的數(shù)列)等方法.
(2)具體策略:①分式中分子、分母的特征;②相鄰項(xiàng)的變化特征;③拆項(xiàng)后的特征;④各項(xiàng)的符號特征和絕對值特征;⑤化異為同,對于分式還可以考慮對分子、分母
7、各個(gè)擊破,或?qū)ふ曳肿?、分母之間的關(guān)系;⑥對于符號交替出現(xiàn)的情況,可用(-1)k或(-1)k+1,k∈N*處理.
由an與Sn的關(guān)系求通項(xiàng)公式
【例1】 (1)若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=3n2-2n+1,則數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=________.
(2)若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=an+,則{an}的通項(xiàng)公式an=________.
(1) (2)(-2)n-1 [(1)當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=3×12-2×1+1=2;
當(dāng)n≥2時(shí),
an=Sn-Sn-1=3n2-2n+1-[3(n-1)2-2(n-1)+1]=6n-5,顯然當(dāng)n=1時(shí),不滿足上式.
故數(shù)列
8、的通項(xiàng)公式為an=
(2)由Sn=an+,得當(dāng)n≥2時(shí),Sn-1=an-1+,
兩式相減,得an=an-an-1,
∴當(dāng)n≥2時(shí),an=-2an-1,即=-2.
又n=1時(shí),S1=a1=a1+,a1=1,
∴an=(-2)n-1.]
[規(guī)律方法] 1.已知Sn求an的三個(gè)步驟
(1)先利用a1=S1求出a1;
(2)用n-1替換Sn中的n得到一個(gè)新的關(guān)系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出當(dāng)n≥2時(shí)an的表達(dá)式;
(3)注意檢驗(yàn)n=1時(shí)的表達(dá)式是否可以與n≥2的表達(dá)式合并.
2.Sn與an關(guān)系問題的求解思路
根據(jù)所求結(jié)果的不同要求,將問題向不同的兩個(gè)方向轉(zhuǎn)化.
9、(1)利用an=Sn-Sn-1(n≥2)轉(zhuǎn)化為只含Sn,Sn-1的關(guān)系式,再求解;
(2)利用Sn-Sn-1=an(n≥2)轉(zhuǎn)化為只含an,an-1的關(guān)系式,再求解.
(1)已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=3n+1,則數(shù)列的通項(xiàng)公式an=________.
(2)在數(shù)列{an}中,Sn是其前n項(xiàng)和,且Sn=2an+1,則數(shù)列的通項(xiàng)公式an=________.
(1) (2)-2n-1 [(1)當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=3+1=4,
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=3n+1-3n-1-1=2·3n-1.
顯然當(dāng)n=1時(shí),不滿足上式.
∴an=
(2)依題意得Sn+1=2an+1
10、+1,Sn=2an+1,兩式相減得Sn+1-Sn=2an+1-2an,即an+1=2an,又S1=2a1+1=a1,因此a1=-1,所以數(shù)列{an}是以a1=-1為首項(xiàng)、2為公比的等比數(shù)列,an=-2n-1.]
由數(shù)列的遞推關(guān)系求通項(xiàng)公式
?考法1 形如an+1=an+f(n),求an
【例2】 在數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=an+3n+2(n∈N*),求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
[解] (1)∵an+1-an=3n+2,
∴an-an-1=3n-1(n≥2),
∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=(n≥2).
當(dāng)
11、n=1時(shí),a1=×(3×1+1)=2符合公式,
∴an=n2+.
?考法2 形如an+1=anf(n),求an
【例3】 已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=2nan,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
[解] ∵an+1=2nan,∴=2n,∴=2n-1(n≥2),
∴an=··…··a1
=2n-1·2n-2·…·2·1=21+2+3+…+(n-1)
=2.
又a1=1適合上式,故an=2.
?考法3 形如an+1=Aan+B(A≠0且A≠1),求an.
【例4】 已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+1=3an+2,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
[解] ∵an+1=3an+
12、2,
∴an+1+1=3(an+1),
又a1=1,∴a1+1=2,
故數(shù)列{an+1}是首項(xiàng)為2,公比為3的等比數(shù)列,
∴an+1=2·3n-1,因此an=2·3n-1-1.
[規(guī)律方法] 由遞推關(guān)系式求通項(xiàng)公式的常用方法
(1)已知a1且an-an-1=f(n),可用“累加法”求an,即an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a3-a2)+(a2-a1)+a1.
(2)已知a1且=f(n),可用“累乘法”求an,即an=··…···a1.
(3)已知a1且an+1=qan+b,則an+1+k=q(an+k)(其中k可由待定系數(shù)法確定),可轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列{an
13、+k}.
(4)形如an+1=(A,B,C為常數(shù))的數(shù)列,可通過兩邊同時(shí)取倒數(shù)的方法構(gòu)造新數(shù)列求解.
根據(jù)下列條件,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
(1)a1=1,an+1=an+2n;
(2)a1=,an=an-1(n≥2);
(3)a1=1,an+1=2an+3;
(4)a1=1,an+1=.
[解] (1)由題意知an+1-an=2n,
an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=2n-1+2n-2+…+2+1==2n-1.
(2)因?yàn)閍n=an-1(n≥2),
所以當(dāng)n≥2時(shí),=,
所以=,=,…,=,=,
以上n-1個(gè)式子相乘
14、得··…··=··…··,
即=××2×1,所以an=.
當(dāng)n=1時(shí),a1==,與已知a1=相符,
所以數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=.
(3)由an+1=2an+3得an+1+3=2(an+3).
又a1=1,∴a1+3=4.
故數(shù)列{an+3}是首項(xiàng)為4,公比為2的等比數(shù)列,
∴an+3=4·2n-1=2n+1,∴an=2n+1-3.
(4)因?yàn)閍n+1=,a1=1,所以an≠0,
所以=+,即-=.
又a1=1,則=1,所以是以1為首項(xiàng),為公差的等差數(shù)列.
所以=+(n-1)×=+.所以an=(n∈N*).
1.(2014·全國卷Ⅱ)數(shù)列{an}滿足an+1=
15、,a8=2,則a1=________.
[∵an+1=,
∴an+1===
==1-
=1-=1-(1-an-2)=an-2,
∴周期T=(n+1)-(n-2)=3.
∴a8=a3×2+2=a2=2.
而a2=,∴a1=.]
2.(2015·全國卷Ⅱ)設(shè)Sn是數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和,且a1=-1,an+1=SnSn+1,則Sn=________.
- [∵an+1=Sn+1-Sn,an+1=SnSn+1,
∴Sn+1-Sn=SnSn+1.
∵Sn≠0,∴-=1,即-=-1.
又=-1,∴是首項(xiàng)為-1,公差為-1的等差數(shù)列.
∴=-1+(n-1)×(-1)=-n,∴Sn=-.]
3.(2016·全國卷Ⅲ)已知各項(xiàng)都為正數(shù)的數(shù)列{an}滿足a1=1,a-(2an+1-1)an-2an+1=0.
(1)求a2,a3;
(2)求{an}的通項(xiàng)公式.
[解] (1)由題意可得a2=,a3=.
(2)由a-(2an+1-1)an-2an+1=0得
2an+1(an+1)=an(an+1).
因?yàn)閧an}的各項(xiàng)都為正數(shù),所以=.
故{an}是首項(xiàng)為1,公比為的等比數(shù)列,因此an=.
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