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在数列的学习中,求数列的通项公式是最常见的一类题型。求数列通项公式的方法很多,在解题过程中一定要根据题设中的已知条件来确定选用什么方法,本文主要来介绍构造等比数列求通项的方法。
例1在数列{an}中,已知a1=2,且满足an=1+15an-1(n≥2),求数列的通项an。
分析:由递推关系,利用待定系数法构造等比数列求通项。
解:设an+λ=15(an-1+λ),则an=15an-1-45λ。所以-45λ=1,解得λ=-54。于是an-54=15an-1-54(n≥2)。
又因為a1-54=34≠0,所以an-54是首项为34,公比为15的等比数列,所以an-54=34×15n-1。
故an=54+34·15n-1。
点评:形如an+1=can+d(c≠1,cd≠0)的递推关系,利用待定系数法可转化为an+1-d1-c=can-d1-c,当a1-d1-c≠0时,数列an-d1-c是等比数列,从而把一个非等比数列转化为等比数列。
例2已知数列{an}中,a1=56,且an+1=13an+12n+1,求数列的通项an。
解法一:令an+1-A×12n+1=13an-A×12n,则an+1=13an+A3×12n+1。
又an+1=13an+12n+1,所以A3=1,即A=3。所以an+1-3×12n+1=13an-3×12n。
又因为a1-3×121=-23≠0,所以an-3×12n是首项为-23,公比为13的等比数列。所以an-3×12n=-23×13n-1,即an=3×12n-2×13n。
故an=3×12n-2×13n。
解法二:因为an+1=13an+12n+1,两边同时除以13n+1,得3n+1an+1=3nan+32n+1,即3n+1an+1-3nan=32n+1。
所以32a2-31a1=322,…,33a3-32a2=323,3nan-3n-1an-1=32n。
把以上n-1个等式累加得:3nan-3a1=-92+2·32n+1,所以3nan=-2+3n+12n。故an=3×12n-2×13n。
点评:形如an+1=can+dn(c≠d,cd≠0)的递推关系,除利用待定系数法直接化归为等比数列外,也可以先将两边同时除以cn+1,得an+1cn+1=ancn+dcn×1c,再利用累加法求出ancn,从而求出an。
总之,当已知数列不是等比数列时,往往需要利用待定系数法构造与之相关的等比数列,利用等比数列的通项公式,求出包含an的关系式,进而求出an。
作者单位:湖北省仙桃市第一中学
例1在数列{an}中,已知a1=2,且满足an=1+15an-1(n≥2),求数列的通项an。
分析:由递推关系,利用待定系数法构造等比数列求通项。
解:设an+λ=15(an-1+λ),则an=15an-1-45λ。所以-45λ=1,解得λ=-54。于是an-54=15an-1-54(n≥2)。
又因為a1-54=34≠0,所以an-54是首项为34,公比为15的等比数列,所以an-54=34×15n-1。
故an=54+34·15n-1。
点评:形如an+1=can+d(c≠1,cd≠0)的递推关系,利用待定系数法可转化为an+1-d1-c=can-d1-c,当a1-d1-c≠0时,数列an-d1-c是等比数列,从而把一个非等比数列转化为等比数列。
例2已知数列{an}中,a1=56,且an+1=13an+12n+1,求数列的通项an。
解法一:令an+1-A×12n+1=13an-A×12n,则an+1=13an+A3×12n+1。
又an+1=13an+12n+1,所以A3=1,即A=3。所以an+1-3×12n+1=13an-3×12n。
又因为a1-3×121=-23≠0,所以an-3×12n是首项为-23,公比为13的等比数列。所以an-3×12n=-23×13n-1,即an=3×12n-2×13n。
故an=3×12n-2×13n。
解法二:因为an+1=13an+12n+1,两边同时除以13n+1,得3n+1an+1=3nan+32n+1,即3n+1an+1-3nan=32n+1。
所以32a2-31a1=322,…,33a3-32a2=323,3nan-3n-1an-1=32n。
把以上n-1个等式累加得:3nan-3a1=-92+2·32n+1,所以3nan=-2+3n+12n。故an=3×12n-2×13n。
点评:形如an+1=can+dn(c≠d,cd≠0)的递推关系,除利用待定系数法直接化归为等比数列外,也可以先将两边同时除以cn+1,得an+1cn+1=ancn+dcn×1c,再利用累加法求出ancn,从而求出an。
总之,当已知数列不是等比数列时,往往需要利用待定系数法构造与之相关的等比数列,利用等比数列的通项公式,求出包含an的关系式,进而求出an。
作者单位:湖北省仙桃市第一中学