数列·例题解析
【例1】 求出下列各数列的一个通项公式
13579(1),,,,,…48163264
2468(2),,,,…31835631111(3)?,,?,,…381524
1925(4),2,,8,…222解 (1)所给出数列前5项的分子组成奇数列,其通项公式为2n-1,而前5项的分母所组成的数列的通项公式为2×2n,所以,已知数列的
通项公式为:an=2n?1. 2n+1(2)从所给数列的前四项可知,每一项的分子组成偶数列,其通项公式为2n,而分母组成的数列3,15,35,63,…可以变形为1×3,3×5,5×7,7×9,…即每一项可以看成序号n的(2n-1)与2n+1的积,也即(2n-1)(2n+1),因此,所给数列的通项公式为:
2nan?.
(2n?1)(2n?1)(3)从所给数列的前5项可知,每一项的分子都是1,而分母所组成的数列3,8,15,24,35,…可变形为1×3,2×4,3×5,4×6,5×7,…,即每一项可以看成序号n与n+2的积,也即n(n+2).各项的符号,奇数项为负,偶数项为正.因
此,所给数列的通项公式为:
an?(?1)n·1. n(n?2)1491625(4)所给数列可改写为,,,,,…分子组成的数列为
222221,4,9,16,25,…是序号n的平方即n2,分母均为2.因此所
n2给数列的通项公式为an=.
2【例2】 求出下列各数列的一个通项公式. (1)2,0,2,0,2,…
111(2)1,0,,0,,0,,0,…
357(3)7,77,777,7777,77777,… (4)0.2,0.22,0.222,0.2222,0.22222,…
解 (1)所给数列可改写为1+1,-1+1,1+1,-1+1,…可以看作数列1,-1,1,-1,…的各项都加1,因此所给数的通项公式an=(-1)n+1+1.
所给数列亦可看作2,0,2,0…周期性变化,因此所给数列的
?2通项公式an=??0(n为奇数)(n为偶数)这一题说明了数列的通项公式不唯一.
111101(2)所给数列1,0,,0,,0,,…可以改写成,,,357123
0101,,,…分母组成的数列为1,2,3,4,5,6,7,…是自然4567数列n,分子组成的数列为1,0,1,0,1,0,…可以看
作是2,
1(?1)n?1?10,2,0,2,0,…的每一项的构成为,因此所给数列的通22 n?1(?1)?1项公式为an?.2n7(3)所给数列7,77,777,7777,77777,…可以改写成×9,
977777×99,×999,×9999,×99999…,可以看作×(10-1),999997777×(100-1),×(1000-1),×(10000-1),×(100000-1),… 99997因此所给数列的通项公式为an= (10n-1).9(4)所给数列0.2,0.22,0.222,0.2222,0.22222,…可以改写
22222成×0.9,×0.99,×0.999,×0.9999,×0.99999,…可以看9999922222作×(1-0.1),×(1-0.01),×(1-0.001),×(1-0.0001),× 9999921(1-0.00001),…因此所给数列的通式公式为an=(1?n).910说明
1.用归纳法写出数列的一个通项公式,体现了由特殊到一般的思维规律.对于项的结构比较复杂的数列,可将其分成几个部分分别考虑,然后将它们按运算规律结合起来.
2.对于常见的一些数列的通项公式(如:自然数列,an=n;自然数的平方数列,an=n2;奇数数列,an=2n-1;偶数数列,an=2n;
1倒数数列,an=)要很熟悉,由联想将较复杂的数列通过合理的转化归
n纳出数列的通项公式.
3.要掌握对数列各项的同加、同减、同乘以某一个不等于零的数的变形方法,将其转化为常见的一些数列.
【例3】 已知数列2,5,22,11,…则25是这个数列的第
几项.
解 由所给数列的前4项2,5,22,11可归纳得通项公式为an=3n?1.此时运用方程的思想问题转化为25?3n?1解关于正整数n 的方程,解得n=7,即25是该数列的第7项.【例4】 已知下面各数列{an}的前n项和Sn的公式,求数列的通项公式.
(1)Sn=2n2-3n (2)Sn=n2+1 (3)Sn=2n+3 (4)Sn=(-1)n+1·n 解 (1)当n=1时,a1=S1=-1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(2n2-3n)-[2(n-1)2-3(n-1)]=4n-5,由于a1也适合此等式,因此an=4n-5.
(2)当n=1时,a1=S1=1+1=2;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=n2+1-[(n-1)2+1]=2n-1,由于a1不适合于此等式,
n=1?2 因此,an=?2n?1 n≥2且n∈N*.?(3)当n=1时,a1=S1=2+3=5;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n+3-(2n-1+3)=2n-1,由于a1不适合于此等式,
n=1?5 因此,an=?n?12 n≥2且n∈N*.?
(4)当n=1时,a1=S1=(-1)2·1=1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(-1)n+1·n-(-1)n·(n-1)=(-1)n+1(2n-1),由于a1也适可于此等式,因此an=(-1)n+1(2n-1),n∈N*.
说明 已知Sn求an时,要先分n=1和n≥2两种情况分别进行计算,然后验证能否统一.
【例5】 已知an=an?1+ 1(n≥2),a1=1, n(n?1)(1)写出数列的前5项; (2)求an.
1解 (1)由已知an=an?1+ (n≥2),a1=1得n(n?1)13a2=1??
2·(2?1)2319?15a3=???23·26351a4=??34·371a5=??45·451217???312124
71369???420205(2)由第(1)小题中前5项不难求出.
an?2n?11(或an?2?) nn【例6】 数列{an}中,a1=1,对所有的n≥2,都有a1·a2·a3·…·an=n2.
(1)求a3+a5;
(2)256是此数列中的项吗? 225
解 由已知:a1·a2·a3·…·an=n2得
an?a1·a2·a3·……·ana1·a2·a3·……·an?1(n≥2,n∈N*)n2an?,n≥2.(n?1)2由于a1=1不适合于此等式.因此
?1 ?an=?n2?(n?1)2,?n=1 n≥2且n∈N*
325261(1)a3+a5=2?2?1624256n2(2)令?,解方程可得n=16
225(n?1)2256∵n=16∈N*,∴是此数列的第16项.225说明 (1)“知和求差”、“知积求商”是数列中常用的基本方法.
(2)运用方程思想求n,若n∈N*,则n是此数列中的项,反之,则不是此数列中的项.
【例7】 已知数an=(a2-1)(n3-2n)(a=≠±1)是递增数列,试确定a的取值范围.
解法一 ∵数列{an}是递增数列,∴an+1>an an+1-an=(a2-1)[(n+1)3-2(n+1)]-(a2-1)(n3-2n) =(a2-1)[(n+1)3-2(n+1)-n3+2n] =(a2-1)(3n2+3n-1) ∵(a2-1)(3n2+3n-1)>0
又∵n∈N*,∴3n2+3n-1=3n(n+1)-1>0 ∴a2-1>0,解得a<-1或a>1.
解法二 ∵{an}是递增数列,∴a1<a2即:
(a2-1)(1-2)<(a2-1)(8-4)
化简得 a2-1>0 ∴a<-1或a>1
说明 本题从函数的观点出发,利用递增数列这一已知条件,将求取值范围的问题转化为解不等式的问题