數(shù)列在理論上和實踐中均有較高的價值,是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、理解能力、邏輯思維能力的絕好載體,高考對數(shù)列知識的考察從未間斷過,而且在前幾年,很多省市的高考數(shù)學(xué)卷都把數(shù)列題作為壓軸題。數(shù)列的通項公式是數(shù)列的核心內(nèi)容之一,它如同函數(shù)中的解析式一樣,有了解析式便可研究性質(zhì)等;而有了數(shù)列的通項公式便可求出數(shù)列中的任一項及前 項和等。因此,求數(shù)列的通項公式往往是解題的突破口、關(guān)鍵點。本文即通過幾個高考實例總結(jié)了在高中階段,求數(shù)列的通項公式的常用方法和策略。
、觀察法
即歸納推理,就是觀察數(shù)列特征,找出各項共同的構(gòu)成規(guī)律,橫向看各項之間的關(guān)系結(jié)構(gòu),縱向看各項與項數(shù)n的內(nèi)在聯(lián)系,從而歸納出數(shù)列的通向公式,然后利用數(shù)學(xué)歸納法加以證明即可。
例1.(2014年重慶理科)設(shè) , .
(1)若 ,求 及數(shù)列 的通項公式.解:由題意可知: , , .因此猜想 .下面用數(shù)學(xué)歸納法證明上式.①當(dāng)n=1時,結(jié)論顯然成立.②假設(shè)當(dāng)n=k時結(jié)論成立,即 ,則 ,即當(dāng)n=k+1時結(jié)論也成立.由(1)、(2)可知,對于一切正整數(shù) ,都有 .點評:采用數(shù)學(xué)歸納法證明是理科教學(xué)內(nèi)容,較為容易,好掌握。
(2)定義法。直接利用等差數(shù)列或等比數(shù)列的定義求通項的方法叫定義法,這種方法適應(yīng)于已知數(shù)列類型的題目。
例2.(2015年北京文科)已知等差數(shù)列 滿足 , .①求 的通項公式;②設(shè)等比數(shù)列 滿足 , ,問: 與數(shù)列 的第幾項相等?解:①設(shè)等差數(shù)列 的公差為 . 因為 ,所以 .又因為 ,所以 ,故 . 所以 . ②設(shè)等比數(shù)列 的公比為,因為 , , 所以 .所以 由 ,得 . 所以 與數(shù)列 的第63項相等.點評:當(dāng)已知數(shù)列為等差或等比數(shù)列時,可直接利用等差或等比數(shù)列的定義求出數(shù)列的首項與公差或公比,再寫出通項公式。
(3)公式法。若已知數(shù)列的前n項和 與 的關(guān)系,求數(shù)列 的通項 可用公式 求解。
例3.(2015年山東理科)設(shè)數(shù)列 的前 項和為 ,已知
①求數(shù)列 的通項公式。解:(Ⅰ)由 可得:當(dāng) 時, ,
當(dāng) 時, ,而 ,所以 點評:利用公式 求解時,要注意對 分類討論,但若能合寫時一定要合并。
(4)累加法。當(dāng)遞推公式為 時,其中 的和比較易求 ,通常解法是把原遞推公式轉(zhuǎn)化為 ,利用累加法(逐差相加法)求解。例4.(2015年江蘇)數(shù)列 滿足 ,且 ( ),則數(shù)列 的前10項和為 .
解:由題意得: 所以 所以
(5)累乘法。當(dāng)遞推公式為 時,其中 的積比較易求 ,通常解法是把原遞推公式轉(zhuǎn)化為 ,利用累乘法(逐商相乘法)求解。
例5.已知數(shù)列 滿足 ,求 的通項公式。
解:由條件知 ,在上式中分別令 ,得 個等式累乘之,即 ,即 又 ,
總之,求數(shù)列通項公式的方法并不滿足以上所述,對于同一問題的求解也不僅只有一種方法,只有在平時學(xué)習(xí)與探究過程中不斷地體會與總結(jié),將知識與方法學(xué)活,才可以做到游刃有余。