高考数学一轮复习第5章数列第1讲数列的概念与简单表示法学案
展开知识梳理·双基自测
eq \x(知)eq \x(识)eq \x(梳)eq \x(理)
知识点一 数列的有关概念
知识点二 数列的表示方法
知识点三 an与Sn的关系
若数列{an}的前n项和为Sn,
则an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(S1 ,n=1,,Sn-Sn-1 ,n≥2.))
知识点四 数列的分类
eq \x(重)eq \x(要)eq \x(结)eq \x(论)
1.数列与函数
数列可以看作是一个定义域为正整数集N*(或它的有限子集{1,2,…,n})的函数,当自变量 从小到大 依次取值时对应的一列函数值.数列的通项公式是相应函数的解析式,它的图象是 一群孤立的点 .
2.常见数列的通项公式
(1)自然数列:1,2,3,4,…,an=n.
(2)奇数列:1,3,5,7,…,an=2n-1.
(3)偶数列:2,4,6,8,…,an=2n.
(4)平方数列:1,4,9,16,…,an=n2.
(5)2的乘方数列:2,4,8,16,…,an=2n.
(6)乘积数列:2,6,12,20,…,an=n(n+1).
(7)正整数的倒数列:1,eq \f(1,2),eq \f(1,3),eq \f(1,4),…,an=eq \f(1,n).
(8)重复数串列:9,99,999,9 999,…,an=10n-1.
(9)符号数列:-1,1,-1,1,…或1,-1,1,-1,…,an=(-1)n或an=(-1)n+1.
eq \x(双)eq \x(基)eq \x(自)eq \x(测)
题组一 走出误区
1.判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
(1)所有数列的第n项都可以用公式表示出来.( × )
(2)依据数列的前几项归纳出数列的通项公式可能不止一个.( √ )
(3)若an+1-an>0(n≥2),则函数{an}是递增数列.( × )
(4)如果数列{an}的前n项和为Sn,则对于任意n∈N*,都有an+1=Sn+1-Sn.( √ )
[解析] (1)因为数列是按一定顺序排列的一列数,如我班某次数学测试成绩,按考号从小到大的顺序排列,这个数列肯定没有通项公式,所以错误.
(2)比如数列1,0,1,0,…的通项公式为:an=eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(sin \f(nπ,2)))或an=eq \b\lc\|\rc\|(\a\vs4\al\c1(cs \f(n-1π,2)))或an=eq \f(1--1n,2),所以正确.
(3)因为n=1时,a2与a1不确定大小关系.
(4)由数列前n项和的定义可知,当n∈N*,都有an+1=Sn+1-Sn,所以正确.
题组二 走进教材
2.(必修5P67A组T2改编)数列1,-4,9,-16,25,…的一个通项公式是( C )
A.an=n2 B.an=(-1)n·n2
C.an=(-1)n+1·n2 D.an=(-1)n·(n+1)2
[解析] 因为每一项的绝对值是该项序号的平方,奇数项符号为正,偶数项符号为负,所以an=(-1)n+1·n2.故选C.
3.(必修5P33A组T4改编)在数列{an}中,a1=1,an=1+eq \f(-1n,an-1)(n≥2),则a5等于( D )
A.eq \f(3,2) B.eq \f(5,3)
C.eq \f(8,5) D.eq \f(2,3)
[解析] a2=1+eq \f(-12,a1)=2,a3=1+eq \f(-13,a2)=eq \f(1,2),a4=1+eq \f(-14,a3)=3,a5=1+eq \f(-15,a4)=eq \f(2,3).
4.(必修5P33A组T5改编)根据下面的图形及相应的点数,写出点数构成的数列的一个通项公式an= 5n-4 .
题组三 走向高考
5.(2020·浙江,11,4分)我国古代数学家杨辉,朱世杰等研究过高阶等差数列的求和问题,如数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(nn+1,2)))就是二阶等差数列.数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(nn+1,2)))(n∈N*)的前3项和是 10 .
[解析] 数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(nn+1,2)))的前三项依次为eq \f(1×2,2)=1,eq \f(2×3,2)=3,eq \f(3×4,2)=6,
∴所求和为1+3+6=10.
6.(2018·全国卷Ⅰ,5分)记Sn为数列{an}的前n项和.若Sn=2an+1,则S6= -63 .
[解析] 解法一:因为Sn=2an+1,所以当n=1时,a1=2a1+1,解得a1=-1;
当n=2时,a1+a2=2a2+1,解得a2=-2;
当n=3时,a1+a2+a3=2a3+1,解得a3=-4;
当n=4时,a1+a2+a3+a4=2a4+1,解得a4=-8;
当n=5时,a1+a2+a3+a4+a5=2a5+1,解得a5=-16;
当n=6时,a1+a2+a3+a4+a5+a6=2a6+1,解得a6=-32;
所以S6=-1-2-4-8-16-32=-63.
解法二:因为Sn=2an+1,所以当n=1时,a1=2a1+1,解得a1=-1,
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an+1-(2an-1+1),所以an=2an-1,所以数列{an}是以-1为首项,2为公比的等比数列,所以an=-2n-1,所以S6=eq \f(-1×1-26,1-2)=-63.
考点突破·互动探究
考点一 由数列的前几项求数列的通项公式——自主练透
例1 根据下面各数列前几项的值,写出数列的一个通项公式:
(1)-1,7,-13,19,…;
(2)-eq \f(1,1×2),eq \f(1,2×3),-eq \f(1,3×4),eq \f(1,4×5),…;
(3)eq \f(2,3),eq \f(4,15),eq \f(6,35),eq \f(8,63),eq \f(10,99),…;
(4)eq \f(1,2),2,eq \f(9,2),8,eq \f(25,2),…;
(5)5,55,555,5 555,…,
思考:如何根据数列的前几项的值写出数列的一个通项公式?
[解析] (1)偶数项为正,奇数项为负,故通项公式必含有因式(-1)n;观察各项的绝对值,后一项的绝对值总比它前一项的绝对值大6,故数列的一个通项公式an=(-1)n(6n-5).
(2)这个数列的前4项的绝对值都等于序号与序号加1的乘积的倒数,且奇数项为负,偶数项为正,故它的一个通项公式an=(-1)n·eq \f(1,nn+1).
(3)这是一个分数数列,其分子构成偶数数列,而分母可分解为1×3,3×5,5×7,7×9,9×11,…,即分母的每一项都是两个相邻奇数的乘积,故所求数列的一个通项公式an=eq \f(2n,2n-12n+1).
(4)数列的各项,有的是分数,有的是整数,可将数列的各项都统一成分数再观察,即eq \f(1,2),eq \f(4,2),eq \f(9,2),eq \f(16,2),eq \f(25,2),…,从而可得数列的一个通项公式an=eq \f(n2,2).
(5)将原数列改写为eq \f(5,9)×9,eq \f(5,9)×99,eq \f(5,9)×999.…,易知数列9,99,999,…的通项公式为10n-1,故所求的数列的一个通项公式an=eq \f(5,9)(10n-1).
名师点拨
由前几项归纳数列通项公式的常用方法及具体策略
(1)常用方法:观察(观察规律)、比较(比较已知数列)、归纳、转化(转化为特殊数列)、联想(联想常见的数列)等.
(2)具体策略:
①分式中分子、分母的特征;
②相邻项的变化特征;
③拆项后的特征;
④各项的符号特征和绝对值特征;
⑤化异为同.对于分式还可以考虑对分子、分母各个击破,或寻找分子、分母之间的关系;
⑥对于符号交替出现的情况,可用(-1)k或(-1)k+1,k∈N*处理.
注意:并不是每个数列都有通项公式,有通项公式的数列,其通项公式也不一定唯一.
考点二 由an与Sn的关系求通项公式——多维探究
角度1 已知Sn求an问题
例2 (1)若数列{an}的前n项和Sn=n2-10n,则此数列的通项公式为an= 2n-11 .
(2)若数列{an}的前n项和Sn=2n+1,则此数列的通项公式为an= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3n=1,,2n-1n≥2)) .
(3)已知数列{an}满足a1+2a2+3a3+…+nan=2n,则an= eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2,n=1,,\f(2n-1,n),n≥2)) .
[解析] (1)当n=1时,a1=S1=1-10=-9;
当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=n2-10n-[(n-1)2-10(n-1)]=2n-11.
当n=1时,2×1-11=-9=a1,所以an=2n-11.
故填2n-11.
(2)当n=1时,a1=S1=21+1=3;
当n≥2时,
an=Sn-Sn-1=(2n+1)-(2n-1+1)=2n-2n-1=2n-1.
综上有an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3n=1,,2n-1n≥2.))
故填eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3n=1,,2n-1n≥2.))
(3)当n=1时,由已知,可得a1=21=2,
∵a1+2a2+3a3+…+nan=2n,①
故a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1=2n-1(n≥2),②
由①-②,得nan=2n-2n-1=2n-1,
∴an=eq \f(2n-1,n)(n≥2).
显然当n=1时不满足上式,
∴an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(2,n=1,,\f(2n-1,n),n≥2))
角度2 Sn与an的关系问题
例3 已知数列{an}的前n项和Sn=eq \f(1,3)an+eq \f(2,3),则{an}的通项公式为an= eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))n-1 .
[解析] 当n=1时,a1=S1=eq \f(1,3)a1+eq \f(2,3),所以a1=1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=eq \f(1,3)an-eq \f(1,3)an-1,所以eq \f(an,an-1)=-eq \f(1,2),所以数列{an}为首项a1=1,公比q=-eq \f(1,2)的等比数列,故an=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(-\f(1,2)))n-1.
名师点拨
Sn与an关系问题的求解思路
根据所求结果的不同要求,将问题向不同的两个方向转化.
(1)利用an=Sn-Sn-1(n≥2)转化为只含Sn,Sn-1的关系式.
(2)利用Sn-Sn-1=an(n≥2)转化为只含an,an-1的关系式,再求解.
已知Sn求an的一般步骤
(1)当n=1时,由a1=S1,求a1的值.
(2)当n≥2时,由an=Sn-Sn-1,求得an的表达式.
(3)检验a1的值是否满足(2)中的表达式,若不满足,则分段表示an.
(4)写出an的完整表达式.
〔变式训练1〕
(1)(角度1)(2020·福建三明一中期中)已知Sn为数列{an}的前n项和,且lg2(Sn+1)=n+1,则数列{an}的通项公式( B )
A.an=2n B.an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3,n=1,,2n,n≥2))
C.an=2n-1 D.an=2n+1
(2)(角度2)(2021·辽宁部分重点高中高三联考)已知数列{an}的前n项和为Sn,满足Sn=2an-1,则{an}的通项公式为( B )
A.an=2n-1 B.an=2n-1
C.an=2n-1 D.an=2n+1
(3)(角度1)设数列{an}满足a1+3a2+32a3+…+3n-1an=eq \f(n,3).则an= eq \f(1,3n) .
[解析] (1)由lg2(Sn+1)=n+1,得Sn+1=2n+1.当n=1时,a1=S1=3;当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n,所以数列{an}的通项公式为an=eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3,n=1,,2n,n≥2.))故选B.
(2)当n=1时,S1=2a1-1=a1,∴a1=1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an-2an-1,∴an=2an-1.因此an=2n-1(n≥2).又n=1时,2n-1=1=a1,∴an=2n-1.故选B.
(3)因为a1+3a2+32a3+…+3n-1an=eq \f(n,3),①
则当n≥2时,
a1+3a2+32a3+…+3n-2an-1=eq \f(n-1,3),②
①-②得3n-1an=eq \f(1,3),所以an=eq \f(1,3n)(n≥2).
由题意知a1=eq \f(1,3)符合上式,所以an=eq \f(1,3n).
考点三 由递推关系求通项公式——多维探究
角度1 形如an+1=an+f(n),求an
例4 (2021·河南师大附中月考)已知数列{an}满足an+1=an+eq \f(1,2n),a1=1,则an= 2-eq \f(1,2n-1) .
[解析] 由题意知an-an-1=eq \f(1,2n-1)
∴an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1
=eq \f(1,2n-1)+eq \f(1,2n-2)+…+eq \f(1,2)+1
=eq \f(1-\f(1,2n),1-\f(1,2))=2-eq \f(1,2n-1).
角度2 形如an+1=anf(n),求an
例5 (2021·宁夏银川月考)在数列{an}中,a1=1,3an+1=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(1+\f(1,n)))2an(n∈N*),则数列{an}的通项公式为( A )
A.an=eq \f(n2,3n-1) B.an=eq \f(n2+3,3n+1)
C.an=eq \f(4n2+2,3n+1) D.an=eq \f(n2+1,3n-1)
[解析] 解法一:由已知得eq \f(an+1,an)=eq \f(1,3)×eq \f(n+12,n2)
∴an=eq \f(an,an-1)×eq \f(an-1,an-2)×…×eq \f(a2,a1)×a1
=eq \f(1,3)×eq \f(n2,n-12)×eq \f(1,3)×eq \f(n-12,n-22)×…×eq \f(1,3)×eq \f(22,12)×1=eq \f(n2,3n-1).
解法二:由题意得eq \f(an+1,n+12)=eq \f(1,3)·eq \f(an,n2).又n=1时,eq \f(an,n2)=1,故数列eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(an,n2)))是首项为1,公比为eq \f(1,3)的等比数列.从而eq \f(an,n2)=eq \f(1,3n-1),即an=eq \f(n2,3n-1).故选A.
解法三:当n=1时,选项A为1,B为1,C为eq \f(2,3),D为1,否定C,当n=2时,由已知得a2=eq \f(4,3),选项A为eq \f(4,3),B为eq \f(7,10),D为eq \f(5,8),否定B,D,故选A.
角度3 形如an+1=Aan+B(A≠0且A≠1),求an
例6 (2021·西北师大附中调研)已知数列{an}满足a1=-2,且an+1=3an+6,则an= 3n-1-3 .
[解析] ∵an+1=3an+6,
∴an+1+3=3(an+3),
又a1=-2,∴a1+3=1,
∴{an+3}是首项为1,公比为3的等比数列,∴an+3=3n-1,∴an=3n-1-3.
名师点拨
已知递推关系求通项,一般有三种常见思路
(1)算出前几项,再归纳、猜想.
(2)形如“an+1=pan+q”这种形式通常转化为an+1+λ=p(an+λ),由待定系数法求出λ,再化为等比数列.
(3)递推公式化简整理后,若为an+1-an=f(n)型,则采用累加法;若为eq \f(an+1,an)=f(n)型,则采用累乘法.
〔变式训练2〕
根据下列条件,写出数列{an}的通项公式:
(1)(角度1)若a1=1,an+1=an+2n-1,则an=n2-2n+2;
(2)(角度2)若a1=1,nan-1=(n+1)an(n≥2),则an=eq \f(2,n+1);
(3)(角度3)若a1=1,an+1=3an+2,则an= 2×3n-1-1 .
[解析] (1)∵an+1=an+2n-1,∴当n≥2时,a2-a1=1,a3-a2=3,…,an-an-1=2n-3,
∴an-a1=eq \f(1+2n-3n-1,2)=(n-1)2,∴an=(n-1)2+1=n2-2n+2,
又当n=1时,12-2×1+2=1,∴n=1时符合上式.
∴an=n2-2n+2.
(2)∵nan-1=(n+1)an,∴eq \f(an,an-1)=eq \f(n,n+1),又a1=1,∴an=eq \f(an,an-1)·eq \f(an-1,an-2)·…·eq \f(a2,a1)·a1=eq \f(n,n+1)·eq \f(n-1,n)·eq \f(n-2,n-1)·…·eq \f(2,3)=eq \f(2,n+1).
(3)∵an+1=3an+2,∴an+1+1=3(an+1),又a1=1,
∴a1+1=2,∴{an+1}是首项为2公比为3的等比数列,
∴an+1=2×3n-1,∴an=2×3n-1-1.
考点四 数列的函数性质——多维探究
角度1 数列的单调性
例7 若数列{an}满足an=n2+kn+4(n∈N*)且{an}是递增数列,则实数k的取值范围为 k>-3 .
[解析] 由数列是一个递增数列,得an+1>an,又因为通项公式an=n2+kn+4,所以(n+1)2+k(n+1)+4>n2+kn+4,即k>-1-2n,又n∈N*,所以k>-3.
角度2 数列的周期性
例8 (2020·福建福清校际联盟期中联考)已知Sn为数列{an}前n项和,若a1=eq \f(1,2),且an+1=eq \f(2,2-an)(n∈N*),则6S100=( A )
A.425 B.428
C.436 D.437
[分析] 由递推公式逐项求解,探求规律.
[解析] 由数列的递推公式可得:
a2=eq \f(2,2-a1)=eq \f(4,3),a3=eq \f(2,2-a2)=3,a4=eq \f(2,2-a3)=-2,a5=eq \f(2,2-a4)=eq \f(1,2)=a1,
据此可得数列{an}是周期为4的周期数列,则:6S100=6×25×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)+\f(4,3)+3-2))=425.选A.
角度3 数列的最大、小项问题
例9 已知数列{an}的通项公式an=(n+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n,则数列{an}中的最大项是第 9、10 项.
[解析] 解法一:∵an+1-an=(n+2)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n+1-(n+1)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n=eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n×eq \f(9-n,11),
当n<9时,an+1-an>0,即an+1>an;
当n=9时,an+1-an=0,即an+1=an;
当n>9时,an+1-an<0,即an+1
且a9=a10=10×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))9.
解法二:根据题意,令eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(an-1≤an,,an≥an+1))(n≥2),
即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(n×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n-1≤n+1\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n,,n+1\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n≥n+2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))n+1,))解得9≤n≤10.
又n∈N*,∴n=9或n=10,
∴该数列中有最大项,为第9、10项,
且a9=a10=10×eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(10,11)))9.
名师点拨
(1)解决数列周期性问题的方法:先根据已知条件求出数列的前几项,确定数列的周期,再根据周期性求值.
(2)判断数列单调性的方法:①作差(或商)法;②目标函数法:写出数列对应的函数,利用导数或利用基本初等函数的单调性探求其单调性,再将函数的单调性对应到数列中去.
(3)求数列中最大(小)项的方法:①根据数列的单调性判断;②利用不等式组eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(an≥an-1,an≥an+1))eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(或\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(an≤an-1,an≤an+1))))求出n的值,进而求得an的最值.
〔变式训练3〕
(1)(角度1)已知数列{an}的通项公式为an=eq \f(3n+k,2n),若数列{an}为递减数列,则实数k的取值范围为( D )
A.(3,+∞) B.(2,+∞)
C.(1,+∞) D.(0,+∞)
(2)(角度3)数列{an}的通项公式an=eq \f(n2+90,n),则数列{an}中的最小项是( B )
A.3eq \r(10) B.19
C.eq \f(1,19) D.eq \f(\r(10),60)
(3)(角度2)已知数列{an}满足a1=0,an+1=eq \f(an-\r(3),\r(3)an+1)(n∈N*),则a2 022等于 eq \r(3) .
[解析] (1)因为an+1-an=eq \f(3n+3+k,2n+1)-eq \f(3n+k,2n)=eq \f(3-3n-k,2n+1),由数列{an}为递减数列知,对任意n∈N*,an+1-an=eq \f(3-3n-k,2n+1)<0,
所以k>3-3n对任意n∈N*恒成立,所以k∈(0,+∞).
(2)令f(x)=x+eq \f(90,x)(x>0),运用基本不等式得f(x)≥2eq \r(90),当且仅当x=3eq \r(10)时等号成立.因为an=n+eq \f(90,n),所以n+eq \f(90,n)≥2eq \r(90),由于n∈N*,不难发现当n=9或n=10时,an=19最小,故选B.
(3)由已知得a1=0,a2=-eq \r(3),a3=eq \r(3),a4=0,a5=-eq \r(3),…,由此可知数列{an}的项是以3为周期重复出现的,而2 022=3×674,因此a2 022=a3=eq \r(3).
名师讲坛·素养提升
递推数列的通项公式的求法
热点一 an+1=eq \f(Aan,Ban+C)(A、B、C为常数)型
例10 已知数列{an}中,a1=1,an+1=eq \f(2an,an+2),则数列{an}的通项公式为an= eq \f(2,n+1)(n∈N*) .
[解析] ∵an+1=eq \f(2an,an+2),a1=1,∴an≠0,
∴eq \f(1,an+1)=eq \f(1,an)+eq \f(1,2),即eq \f(1,an+1)-eq \f(1,an)=eq \f(1,2),又a1=1,则eq \f(1,a1)=1,
∴eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an)))是以1为首项,eq \f(1,2)为公差的等差数列,
∴eq \f(1,an)=eq \f(1,a1)+(n-1)×eq \f(1,2)=eq \f(n,2)+eq \f(1,2),
∴an=eq \f(2,n+1)(n∈N*).
[名师点拨] 形如an+1=eq \f(Aan,Ban+C)(A,B,C为常数)的数列,可通过两边同时取倒数的方法构造新数列求解.
热点二 an+1=pan+f(n)(p为常数)型
例11 在数列{an}中,(1)若a1=2,an+1=4an-3n+1,n∈N*,则an= 4n-1+n .
(2)若a1=1,an+1=2an+3n,n∈N*,则an= 3n-2n .
[分析] 观察递推式特征:an+1=pan+f(n),类似等比数列,故可尝试化为等比数列求解,以(1)为例可设an+1+λ(n+1)+μ=4(an+λn+μ),整理得an+1=4an+3λn+(3μ-λ)所以eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(3λ=-3,,3μ-λ=1)),即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(λ=-1,μ=0))转化成功.
[解析] (1)∵an+1=4an-3n+1,∴an+1-(n+1)=4(an-n),即eq \f(an+1-n+1,an-n)=4,又a1=2,∴a1-1=1,∴{an-n}是首项为1,公比为4的等比数列,∴an-n=4n-1.∴an=4n-1+n.
(2)∵an+1=2an+3n,令an+1+λ·3n+1=2(an+λ·3n)比较系数得λ=-1.∴an+1-3n+1=2(an-3n),即eq \f(an+1-3n+1,an-3n)=2,又a1=1,∴a1-3=-2,∴{an-3n}是首项为-2,公比为2的等比数列,∴an-3n=-2n,∴an=3n-2n.
另解:∵an+1=2an+3n,∴eq \f(an+1,3n)=eq \f(2,3)·eq \f(an,3n-1)+1,
∴eq \f(an+1,3n)-3=eq \f(2,3)eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(an,3n-1)-3)),又a1=1,∴eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(an,3n-1)-3))是首项为-2,公比为eq \f(2,3)的等比数列,∴eq \f(an,3n-1)-3=-2eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))n-1,∴an=3n-2n.
名师点拨
(1)形如an+1=pan+An+B(p、A、B为常数)的类型,可令an+1+λ(n+1)+μ=p(an+λn+μ),求出λ、μ的值即可知{an+λn+μ}为等比数列,进而可求an.
(2)形如an+1=pan+Aqn(p、A为常数)的类型.当p≠q时,可令an+1+λqn+1=p(an+λqn),求出λ的值即可知{an+λqn}是等比数列,进而可求an,当p=q时可化为eq \f(an+1,qn)=eq \f(an,qn-1)+A即eq \f(an+1,qn)-eq \f(an,qn-1)=A(常数)知eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(an,qn-1)))为等差数列,进而可求an.
〔变式训练4〕
在数列{an}中,
(1)a1=1,an=eq \f(an-1,2an-1+1)(n≥2),则an= eq \f(1,2n-1) ;
(2)若a1=1,an+1=2an-3n,n∈N*,则an= -5·2n-1+3n+3 ;
(3)若a1=1,an+1=2an+3·2n,n∈N*,则an= (3n-2)·2n-1 .
[解析] (1)将an=eq \f(an-1,2an-1+1)两边取倒数,得eq \f(1,an)-eq \f(1,an-1)=2,这说明eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(1,an)))是一个等差数列,首项是eq \f(1,a1)=1,公差为2,所以eq \f(1,an)=1+(n-1)×2=2n-1,即an=eq \f(1,2n-1).
(2)∵an+1=2an-3n,令an+1+λ(n+1)+μ=2(an+λn+μ),则eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(λ=-3,,μ-λ=0,))即eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(λ=-3,,μ=-3,))
∴an+1-3(n+1)-3=2(an-3n-3)
又a1=1,∴{an-3n-3}是首项为-5,公比为2的等比数列,∴an-3n-3=-5·2n-1
∴an=-5·2n-1+3n+3.
(3)∵an+1=2an+3·2n,∴eq \f(an+1,2n)-eq \f(an,2n-1)=3,又a1=1,
∴eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\f(an,2n-1)))是首项为1,公差为3的等差数列,
∴eq \f(an,2n-1)=1+3(n-1),∴an=(3n-2)·2n-1.
概念
含义
数列
按照 一定顺序 排列的一列数
数列的项
数列中的 每一个数
数列的通项
数列{an}的第n项an
通项公式
数列{an}的第n项an与n之间的关系能用公式 an=f(n) 表达,这个公式叫做数列{an}的通项公式
前n项和
数列{an}中,Sn= a1+a2+…+an 叫做数列{an}的前n项和
列表法
列表格表示n与an的对应关系
图象法
把点 (n,an) 画在平面直角坐标系中
公
式
法
通项
公式
把数列的通项使用 公式 表示的方法
递推
公式
使用初始值a1和an+1=f(an)或a1,a2和an+1=f(an,an-1)等表示数列的方法
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