李秀元 朱丹丹
(湖北省武穴市實驗高級中學 435400)
數(shù)列的遞推關系有很多種,通過遞推關系可以研究數(shù)列的特點,求數(shù)列的通項公式.一般地,二次型遞推關系可分為二次函數(shù)型、均值型和圓型三大類.
所謂二次函數(shù)型遞推關系,就是將數(shù)列的項表示成前一項的二次函數(shù).這類遞推關系式,大致有下面三種考查角度.
1.考查數(shù)列的周期性
解由遞推關系可得,a1=1,a2=0,a3=-1,a4=0,a5=-1,則數(shù)列{an}除第一項外,構(gòu)成周期為2的周期數(shù)列.故a2019=a3=-1,|an+an+1|=1.
解由遞推關系可得,a1=1,a2=0,a3=1,a4=0,則數(shù)列{an}是周期為2的周期數(shù)列,故a2020=a2=0.
方法歸納如果不是求特殊數(shù)列(如等差等比等)的較大項,一般是考查數(shù)列的周期性,通過遞推關系式,嘗試求出數(shù)列的前幾項,以發(fā)現(xiàn)規(guī)律性.
2.考查邏輯判斷與數(shù)據(jù)處理
C.當b=-2時,a10>10
D.當b=-4時,a10>10
分析作為選擇壓軸題,這道題確實有些份量.由于遞推關系式?jīng)]有現(xiàn)成的處理模式,不知道考什么,很難切入.從4個選項來看,都是基于b的取值,確定a10>10.結(jié)論都是與a無關,即認為是對實數(shù)a恒成立的問題,而且,對數(shù)列的特性也未作說明.若從數(shù)列{an}的特性來看,常數(shù)列是特殊的等差和等比(項非零)數(shù)列.因此,可以考慮以常數(shù)列為基準,通過賦值a,構(gòu)建反例,進行計算排除.
解若數(shù)列{an}為常數(shù)列,設an+1=an=λ.
對于選項C,方程λ2-λ-2=0的根為λ=2或λ=-1,無論取an=a=2還是-1,都不滿足結(jié)論;
因此,只能選A.
3.考查二次式的配方與對數(shù)運算
例4(2006年山東卷)已知a1=2,點(an,an+1)在函數(shù)f(x)=x2+2x的圖象上,其中n=1,2,3,….
(1)證明數(shù)列{lg(1+an)}是等比數(shù)列;
(2)設Tn=(1+a1)(1+a2)…(1+an),求Tn及數(shù)列{an}的通項;
(1)因為a1=2,所以an>1.
(2)由(1)得lg(1+an)=2n-1lg3=lg32n-1,所以1+an=32n-1,an=32n-1-1.
Tn=(1+a1)(1+a2)…(1+an)=320+21+…+2n-1=32n-1.
方法歸納對原遞推關系式中的二次項配方,得到相同結(jié)構(gòu)的兩項的二次關系,明確項的符號后,對兩邊取對數(shù),得到一個新數(shù)列的線性遞推關系,進而求出數(shù)列的通項.
所謂均值型遞推關系,即將數(shù)列的項用它的前一項的均值型表示.相對于簡單的二次函數(shù)型遞推關系式,這類遞推式處理起來就要麻煩得多,需要進行兩次配方.
(1)求α,β的值;
(2)證明:對任意的正整數(shù)n,都有an>α;
(2)因為f′(x)=2x+1,
由a1=1,得an>0.
(3)f(an)=(an-α)(an-β),f′(an)=2an+1.
又α+β=-1,
方法總結(jié)通過兩次對遞推關系式左右兩邊加減相同常數(shù),使得等式右邊分子為完全平方,兩式相除,即得類型三.
圓型遞推關系,即是數(shù)列相鄰兩項滿足圓的方程,也即點(an,an+1)在圓上.
解法1由已知得0≤an≤4,且an+1≥2.
令an-2=2cosθ(θ∈[0,π]),an+1-2=2sinθ.
即an=2+2cosθ,an+1=2+2sinθ.
(由于a1和a2018分別對應數(shù)列的奇偶項,故它們使用了不同的表達式)