等差与等比数列的对比
定义 等差数列 等比数列 an?an?1?d(n?2)后一项与前一项之差是常数 an?q(n?2)后一项与前一项之比是一常数qan?1an?a1qn?1(q?0) 通项 求 和 an?a1?(n?1)d n(a1?an)n(n?1)sn??na1?d 22 ( q?1)?na1 ?Sn??a1(1?qn)a1?anq ? ( q?1)?1?q1-q?1、等比列a1,a2,...,an中,每隔k项取一项,形成新数列ak,a2k,...仍为等比列,公比为q; 2、ank 性 质 1、等差列a1,a2,...,an中,每隔k项取一项,形成新数列ak,a2k,...仍为等差列,公差为kd; 2、an?am?(n?m)d; ?am?qn?m; 3、若B为A、C的等差中项,则2B= A+C; 4、若m + n = p + q,则am?an?ap?aq; 等差中项表述:若2G=m+n,则2aG?am?an) 注:均为两项与两项的关系 3、若B为A、C的等比中项,则B2?A?C; 4、若m + n = p + q,则am?an?ap?aq; (等比中项表述:若2G=m+n,则aG?am?an) 注:均为两项与两项的关系 2§2.6数列的通项公式
一.数列通项公式的求法
(一)、观察法:数列从定义角度看,是按一定顺序排列的一列数,因而它不是杂乱无章的,它是有规律可循的。所以,我们可以根据数列的前几项,观察每一项与项数的关系,从而写出数列的同项公式。
【例1】根据数列前四项,写出它的一个通项公式
1234(1),··· -,,-? (2)7,77,777,7777,2345
(3)1,2,3
★关键:把握第n项与an的关系,把每一项用项数表示。
(二)、公式法(也称待定系数法):若数列为特殊数列如是等差数列或等比数列,只需求
1245916212,··· (4)1,·· ,4 ,,,·10173251
出a1与d或a1与q,可直接写出通项公式。 (三)、叠加法
【例2】 已知求a1?2,an?1?an?n,求an
解:当n?1,2,3,?,n?1时,可得n-1个等式。
a2?a1?1,a3?a2?2,a4?a3?3,?,an?an?1?n?1共有n-1个等式,将其相加,得an?a1?1?2?3???(n?1),
∴an?2?
n(n?1) 2★关键:对形如an?1?an?f(n)的递推公式求通项公式,只要f(n)可求和,便可利用累加的方法。
练习2:已知数列?an?中,a1?2,an?1?an?3n,求数列的通项公式。
(四)、叠乘法
2n?1?an?an?1,求an 【例3】已知a1?2,解:2n?1?an?an?1,得
an1?n?1, an?12时
,
可
得
n-1
个
等
式
:
当n?1,2,3,?,n?1aa21a31a11?,?2,4?3,?,n?n?1, a12a22a32an?12左边相乘,右边相乘∴
an1111??2?3???n?1?a1222212n(n?1)2 , ∴
1an?()2n(n?1)2
★关键:对于形如
an?g(n)的递推公式,只要g(n)可求积,便可利用累乘的方法。 an?12
n练习3:已知数列?an?中,a1?5,an?an?1?5,求an。
(五)、构造法:原数列不是等差或等比数列,但对已知的等式进行适当变形,可得新数列为等差或等比数列,从而求出通项公式。
【例4】数列?an?中,a1?2,an?2an?1(n?2),求an
an?1?2点拨,可用倒数变换,将其转化为等差或等比数列。 解:取倒数得:
11111??,令bn?,则bn?bn?1? anan?12an2n211?bn??(n?1)?,?bn?即an?
b122n【例5】已知数列?an?,a1?1,an?1?2an?1,求an 3◆点拨:用配凑法,配凑常数“?”,使an?1???c(an??)(??从而an???(a1??)cn?1d)构成等比数列,c?1,从而求出an。
解:an?1???c(an??),则an?1???令??23[an?(1??)] 323(1??),得??-3 2?an?1?32?, ∴?an?3?为等比数列,
an?332323∴an?3?(a1?3)()n?1,从而an?3?2?()n?1
★关键:通过变换地推关系,将非等差或等比数列转化为与等差等比数列有关的数列,从而求得通项公式的方法是由递推公式求通项公式的常用方法。常用转化过程有:配凑、消项变换、倒数变换、取对数变换、换元变换等。 练习4:(1)已知数列?an?中,a1?1,an?1?(2).已知数列?an?中,a1?2,an?1?
3
an,求an。
1?2an4an?6,求an。 5(六)、含an与Sn类型
【例6】数列?an?的前n项和Sn?1?2an,求通项公式。
分析:由已知条件Sn?1?2an,可知Sn与an的关系,可借助于an?1?Sn?1?Sn,可将条件转化为关于{Sn}的递推公式,进而求出数列的通项公式。
解:∵S1?a1?1?2a1,∴a1??1, ∵Sn?1?1?2an?1,Sn?1?2an。
∴Sn?1?Sn?2(an?1?an),即an?1?2(an?1?an)
n?1 ∴an?1?2an(n?1), ∴an?a1?2(n?1), n?1 ∴an??2(n?2);
n?1? 又∵n=1时适合上式,则an??2(n?N)
★关键:若an和Sn在一个等式中,一般可利用an与Sn关系,构造关于{an}或{Sn}的递推公式,再进一步确定an或Sn。
§9.4数列求和
一、 公式法
利用下列常用求和公式求和是数列求和的最基本最重要的方法. 1、 等差数列求和公式:Sn?n(a1?an)n(n?1)?na1?d 22(q?1)?na1?n2、等比数列求和公式:Sn??a1(1?q)a1?anq
?(q?1)?1?q?1?q【例1】已知log3x??123n,求x?x?x?????x????的前n项和. log23解:由log3x??11?log3x??log32?x?
log23223n 由等比数列求和公式得 Sn?x?x?x?????x (利用常用公式)
4
11(1?)nx(1?xn)22=1-1 ==
11?x2n1?2
二、分组法求和
有一类数列,既不是等差数列,也不是等比数列,若将这类数列适当拆开,可分为几个等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可.
【例2】 求数列的前n项和:1?1,111?4,2?7,???,n?1?3n?2,… aaa111解:设Sn?(1?1)?(?4)?(2?7)?????(n?1?3n?2)
aaa将其每一项拆开再重新组合得
Sn?(1?111?2?????n?1)?(1?4?7?????3n?2) (分组) aaa(3n?1)n(3n?1)n当a=1时,Sn?n?= (分组求和)
2211?n(3n?1)na?a1?n(3n?1)na?当a?1时,Sn?= ?1a?1221?a1111练习2:求数列12,24,38,???,(n?2n),???的前n项和。
三、裂项法求和
裂项法的实质是将数列中的每项(通项)分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终达到求和的目的. 通项分解(裂项)如: (1) an?111??;
n(n?1)nn?11n?n?1?n?1?n
(2)an?(3)an?1111?(?)
(2n?1)(2n?1)22n?12n?111?21n?n?1,12?3,???,1n?n?1,???的前n项和.
【例3】 求数列
解:设an??n?1?n (裂项)
5