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  • 2021-06-24 发布

【数学】2019届一轮复习北师大版”六法”求解数列的通项公式学案

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‎ 求解数列的通项公式 求数列的通项公式是数列整章的重要内容,也是高考基本题型之一,它是研究数列的基础.求数列的通项公式需注意以下几点.‎ ‎①数列的递推公式给出了相邻两项(或三项)之间的关系,只要知道第一项(或第一项、第二项)就可以用递推公式求出后面的各项,如果各项间的规律明显,还可以归纳出它的一个通项公式.‎ ‎②与的关系:对于任何一个数列,它的前项的和与通项都有这样的关系:‎ 若满足的关系,则合并为一个通项公式,否则要用分段形式表达.‎ ‎③的两种常见变形:‎ ‎.‎ ‎.‎ ‎【归纳猜想法】‎ 根据题意得到数列的前几项,通过观察猜想出通项公式,然后利用数学归纳法加以证明即可(除要求不需要证明外).‎ ‎【例题1】在数列中,成等差数列,成等比数列. 求及的值,由此猜想的通项公式,并证明你的结论.‎ 解析:由条件得由此可得,, 猜想. 用数学归纳法证明:‎ ‎①当时,由上知结论成立.‎ ‎②假设当时,结论成立,即,那么当时,‎ ‎.‎ 所以当时,结论也成立.‎ 由①②可知对一切正整数都成立.‎ ‎【例题2】将乒乓球堆成若干堆“正三棱锥”形的展品,其中第堆只有一层,就一个球;第堆最底层(第一层)分别如图所示方式固定摆放,从第二层开始,每层的小球自然垒放在下一层之上,第堆第层就放一个乒乓球.以表示第堆的乒乓球总数,则__________;__________(答案用表示).‎ 解析:表示第堆的乒乓球总数,则.设第堆的最底层有个乒乓球,则. 所以有:‎ ‎ ‎ ‎【公式法】‎ 根据题意求等差或等比数列的基本量,直接写出通项公式.‎ ‎【例题3】已知是一个公差大于的等差数列,且满足.‎ (1) 求数列的通项公式;‎ (1) 若数列和数列满足等式:(为正整数).求数列前项和.‎ 解析:(1)解法:设等差数列的公差为,则依题意设. 由,得 ①. 由,得 ②. 由①得,将其代入②得,即,. 又,代入①得. ‎ 解法:由等差数列的性质得, . 由根与系数的关系知,是方程的根,解方程得或. 设公差为,则由,得. .‎ 故.‎ (2) 解法:当时,.当时,,,两式相减得,,.因此. 当时,;当时,‎ ‎. 当时上式也成立.当为正整数时都有.‎ 解法:令,则有,两式相减得:‎ ‎. 由(1)得. ,即当时,. 又当时,,. 于是 ‎. 即.‎ ‎【例题4】已知等比数列满足:‎ (1) 求数列的通项公式;‎ ‎(2)是否存在正整数,使得?若存在,求的最小值;若不存在,说明理由.‎ 解析:(1)设等比数列的公比为,则由已知可得:,解得或. 故或.‎ (2) 若,则,故是首项为,公比为等比数列,‎ 从而. ‎ 若,则,故是首项为,公比为的等比数列,从而,故. 综上,对任何正整数,总有. 故不存在正整数,使得成立.‎ ‎【利用求数列的通项公式】‎ ‎【例题5】已知数列的前项和,数列的前项和.‎ (1) 求数列与通项公式;‎ (2) 设,证明:当且仅当时,.‎ 解析:(1)由题意可得:. 对于,有 ‎ 综上,的通项公式为. ‎ 将代入,得,故.‎ 求解法:对于,由于,得,‎ ‎,.‎ 求解法:对于,由于得,,,‎ ‎. 综上,的通项公式为 (2) 证法:由得. 当且仅当时,,即.‎ 证法:由得.当且仅当时,,即.‎ ‎【例题6】若数列的前项和,则的通项公式是__________.‎ 解析:,当时,. 得:,即. 又因为,得,所以数列是以为首项,为公比的等比数列,所以.‎ ‎【例题7】设是数列的前项和,且,则__________.‎ 解析:,即. 是以为首项,为公差的等差数列,.‎ ‎【例题8】设数列的前项和,满足,且.‎ ‎(1)求的值;‎ ‎(2)求数列的通项公式;‎ 解析:(1)由,取得①,又,‎ ‎ ②. 联立①②解得.‎ (2) 当时,由已知得,两式相减得 ‎,即,即 ‎,令,则 ③,由(1)知 ‎,由③知,,且时也成立,故.‎ ‎【累加法】‎ 形如的数列可利用累加法求数列的通项公式.‎ ‎【例题9】在数列中,.‎ ‎(1)设,求数列的通项公式;‎ ‎(2)求数列的前项和.‎ 解析:(1)由已知得,且,即,从而,. 于是 ‎. 又,满足. 故所求的通项公式.‎ (2) 由(1)知,故.设 ①,则 ②,‎ 得:.‎ ‎. .‎ ‎【例题10】已知在数列中,,且,则数列的通项公式__________.‎ 解析:由得,,…,,当时,以上个等式两边分别相加,得:‎ ‎,即. 又因为,所以.因为当 时,也适合上式,所以数列的通项公式为.‎ ‎【累乘法】‎ 形如的数列可利用累乘法求数列的通项公式.‎ ‎【例题11】在数列中,,求数列的通项公式.‎ 解法:由,得. 那么,当时,,而时,,因此.‎ 解法:由,得,故数列为常数列,则,即.‎ ‎【例题12】如图所示,互不相同的点和分别在角的两条边上,所有相互平行,且所有梯形的面积均相等,设. 若,则数列的通项公式是__________. ‎ 解析:令,因为所有相互平行且,所以 ‎. 当时,. 故 以上各式累乘,得. 因为,所以.‎ ‎【利用构造法求通项公式】‎ 形如转化为(为待定系数)形式,比较与的系数,得,所以.所以有,因此数列是首项为,公比为的等比数列,于是,所以.‎ ‎【例题13】在数列中,,则的通项公式是__________. ‎ 解析:由题意可得: ①, ②.‎ 得:,令,则.所以为等比数列,公比为,首项 所以,即 ‎.‎ 由①③两式可得.‎