摘 要:数列求通项公式是高中数学的重、难点之一,既要要熟练掌握等差数列和等比数列的通项公式,也要掌握非等差、等比数列的通项公式的求法,本文介绍两种非等差、等比数列的求数列通项公式的方法。
关键词:数列 通项公式 Sn求αn 构造法
数列求通项公式问题是数列的基本内容之一,也是历年高考必考的内容,首先要熟练掌握等差数列、等比数列的通项公式,常用的求通项公式的方法有公式法、累加法、累乘法、已知 Sn求an,构造法等,下面重点介绍已知 Sn求an,构造法求数列的通项公式.
一、已知数列{an}的前n项和S,求数列{an}的通项公式
例1(1)已知数列{an}的前n项和Sn=n2+3n,求{an} 数列 的通项公式 .
(2)已知数列{an}的前n项和Sn=n2+3n+3,求 数列{an}的通项公式 .
(3)已知数列{an}的前n项和Sn=6n+b,求 数列{an}的通项公式 .
(4)已知数列{an}的前n项和Sn=3n+6,求 数列{an}的通项公式 .
(5)已知数列{an}的前n项和Sn=(n+1)/n,求 数列{an}的通项公式 .
解:(1)当n=1时,a1=s1=4
当n≥2时an=sn-sn-1=n2+3n-[(n-1)2+3(n-1)]=2n+2
a1=4符合此等式,所以an=2n+2
(2)当n=1时,a1=s1=7
当n≥2时an=sn-sn-1=n2+3n+3-[(n-1)2+3(n-1)+3]=2n+2
a1=7符合此等式,所以an=
(3)当n=1时a1=1时a1=6+b
当n≥2时a=sn-sn-1=6n+b-(6n-1+b)=5×6n-1
当b≠-1时,a1符合此等式.
当b≠时,a1不符合此等式.
所以当b=-1时,an=5×6n-1
当时,b≠-1时,an=
(4)当n=1时a1=9
当n≥2时an=sn-sn-1=3n+6-[3(n-1)+6]=3
a1=9不符合此等式,所以an=
(5)当n=1时a1=2
当n≥2, an=sn-sn-1=n+1/n-n/n-1=-1/n(n-1),
a1=2不符合上式子,所以an=
归纳拓展:已知数列{an}的前n项和sn,求数列{an}的通项公式的步骤:
(1)先利用a1=S1求出a1;
(2)用n-1替换中的Sn中的n得到一个新的关系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出当 n≥2时an的表达式;
(3)对n=1时的结果进行检验,看是否符合n≥2时an的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则可以把数列的通项公式an= 形式.
变式训练:已知下面数列{an}的前n项和Sn,求数列{an}的通项公式
(1)Sn=2n2+6n (2)Sn=2n2+6n+3(3)Sn=2n+b(4)Sn=8n+1
例2(1)已知数列{an}的前n项和Sn满足Sn=2an+1(n≥1且n∈N+),
求数列{an}的通项公式.
(2)已知数列{an}中,a1=1,数列{an}的前n项和Sn满足
an+1=3Sn(n∈N+)
求数列{an}的通项公式.
解:(1)当n=1时,a1=S1=2a1+1∴a1=-1
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2an+1-(2an-1+1)2an-2an-1
∴an=2an-1∴an/an-1=2
数列{an}是以-1为首项,2为公比的等比数列an=-2n-1
(2)当n=1时,a1=1,a2=3a1=3
当n≥2时,an+1=3sn,an=3sn-1,两式子相减得 an+1-an=3an,
∴4an=an+1 即an+1/an=4, 又a2/a3=3≠4
∴数列{an}是以a2为首项,4为公比的等比数列时,∴n≥2时,an=3×4n-2
∴an=
例3:已知数列{an}的前n项和为sn,且a1=-10,对任意n∈N+,都有nan+1= Sn+n(n+1) ,求数列{an}的通项公式.
解:∵nan+1=Sn+n(n+1)∴n≥2时,(n-1)an=Sn-1+(n-1)n
两式相减得nan+1-nan=2n∴an+1-an=2,又∵a1=-10
∴ 数列{an}为首项为-10,公差为2的等差数列,
∴ an=-10+(n-1)×2=an-12
归纳拓展:在已知数列{an}的前n项和Sn,求数列{an}的通项公式的过程中大胆利用an=Sn-Sn-1(n≥2),得到想要的信息(等差或者等比数列),进而求出数列{an}的通项公式.
变式训练:1.已知数列{an}满足各项都是正数,其前n 项和Sn满足 2Sn=an2+an(n∈N+) 求数列{an}的通项公式.
2. 已知数列{an}中a1=1/3,其前n 项的和Sn满足Sn=n(2an-1)an,
求数列{an}的通项公式.
提示:利用an=Sn-Sn-1(n ≥2)后得到an与an-1的关系式后利用累乘求通项公式.
二、构造法求数列的通项公式
例题1.已知数列{an}中,a1=2,an+1=2an/an+2求数列{an}的通项公式.
解:∵an+1=2an/an+1,∴1/an+1=an+2/2an=1/an+1/2
∴1/an+1-1/an=1/2 ,又∵1/a1=1/2
数列{1/a2}是以为1/2首项,1/2为公差的等差数列
∴1/an=1/a1+(n-1)×1/2=1/2+(n-1)×1/2=n/2
∴an=2/n