殷賀
【摘要】 對利用數(shù)列遞推式求通項公式的研究旨在讓學生在做題時達到舉一反三,觸類旁通的效果.文中列舉了此類題目的兩種解法,可看作此類題目的通用解法,學生掌握起來非常方便,易于理解,同時也促使學生慢慢養(yǎng)成研究問題的心態(tài).
【關鍵詞】 數(shù)列;遞推式;通項公式;構造數(shù)列
利用數(shù)列的遞推式求通項公式是求數(shù)列通項公式問題中一類比較重要的問題,很多學生在面對這類問題時不知道要從何處下手.針對課堂上出現(xiàn)的這一類問題,筆者進行了總結歸納,其中的一類問題其實可以用一種比較簡單實用的解法解出來,在這里介紹一下.
例1?? 已知:an+1=2an+2n+1,a1=1,求an.
解? 在等式兩邊同除以2n+1可得: an+1 2n+1 = an 2n +1,
即 an+1 2n+1 - an 2n =1,這樣就構造了一個等差數(shù)列? an 2n? ,
首項為 a1 2 = 1 2 ,公差為1,
從而可求得: an 2n = 1 2 +(n-1)=n- 1 2 ,
則an= n- 1 2? ·2n.
筆者發(fā)現(xiàn)這道題之所以能夠構造等差數(shù)列,在于它是an+1=ban+cbn形式的,因此,兩邊同除以bn+1后可以構造出等差數(shù)列來.問題如果變一變,剛才的辦法也是適用的.
例2?? an+1=3an+2n+1,a1=1,求an.
解法一? 在等式兩邊同時除以3n+1可得:
an+1 3n+1 = an 3n +? 2 3? n+1,
即 an+1 3n+1 - an 3n =? 2 3? n+1,這時我們沒有構造出等差數(shù)列,但是可以用疊加法求通項公式.
由上述遞推式可得: an 3n - an-1 3n-1 =? 2 3? n,
an-1 3n-1 - an-2 3n-2 =? 2 3? n-1,
……
a2 32 - a1 31 =? 2 3? 2.
疊加得: an 3n - a1 31 =? 2 3? n+? 2 3? n-1+…+? 2 3? 2= 4 3 - 4 3 ×? 2 3? n-1.
因而,可求得:an=5×3n-1-2n+1.
由以上兩個題可得,形如an+1=Aan+C×Bn的遞推式,不管A與B是否相等,均可以在等式兩邊同時除以An+1,從而可構造出可用疊加法求通項公式的數(shù)列.
那么問題如果在復雜一點,是不是還可以采用上面的辦法?
例3?? 已知an+1=3an+2n+1+3,其中a1=1,求an.
解? 在等式兩邊同時除以3n+1可得:
an+1 3n+1 = an 3n +? 2 3? n+1+? 1 3? n,
即 an+1 3n+1 - an 3n =? 2 3? n+1+? 1 3? n.
顯然可以用疊加法繼續(xù)求得通項公式:an= 13 2 ×3n-1-2n+1- 3 2 ,這里就不再贅述了.
然而并不是說上面的問題只能用這個辦法來做,其實像例2、例3我們還可以用待定系數(shù)法構造等比數(shù)列.
例2解法二:an+1+x·2n+1=3(an+x·2n),
可解得:x=2.
從而構造出:an+1+2n+2=3(an+2n+1),
其中a1+22=5,
所以{an+2n+1}是以5為首項,3為公比的等比數(shù)列.
則an+2n+1=5×3n-1,即an=5×3n-1-2n+1.
例3解法二:不同于例2的解法二,我們在設參數(shù)時需要增加一個參數(shù)y,即
an+1+x·2n+1+y=3(an+x·2n+y),
同理解得x=2,y= 3 2 .
從而構造出:an+1+2n+2+ 3 2 =3 an+2n+1+ 3 2? ,
首項為a1+22+ 3 2 = 13 2 ,
即有 an+2n+1+ 3 2? 是以 13 2 為首項,3為公比的等比數(shù)列.
則有an+2n+1+ 3 2 = 13 2 ×3n-1,
從而an= 13 2 ×3n-1-2n+1- 3 2 .
例2、例3的解法二均采用了待定系數(shù)法,構造出等比數(shù)列,此法也使得問題簡單化.以上給大家提供了這類問題的兩種不同的解法,這兩種解法使得這類問題簡單易行,學生容易掌握,大呼過癮.而對其他類似的問題也就不感覺那么難了.