摘 要:本文針對常見的遞推數列,歸納出一種統一的方法——用待定系數法構造等比型數列來求通項.
關鍵詞:遞推數列;待定系數;等比數列;通項
中圖分類號:G632 ? ? ?文獻標識碼:A ? ? ?文章編號:1008-0333(2020)10-0056-02
收稿日期:2020-01-05
作者簡介:王洪信(1972.9-),男,本科,高級教師,從事高中數學教學研究.
解決遞推數列問題,求出通項是關鍵.而求遞推數列的通項,方法多樣靈活,不易掌握.本文就幾類常見的遞推數列,總結出一種統一的方法——用待定系數來構造出等比數列.這種方法簡便,易于掌握,實用性強.下面分類說明.
一、an+1=pan+q(p、q為常數,p≠1,q≠0)型
這是最常見的一階遞推數列.用待定系數法,設遞推式可化成等比數列的形式:
與原遞推式比較系數,可知2x=1,得x=12,這樣有an+1+12=3(an+12).所以數列{an+12}是公比為3的等比數列,該數列的首項是a1+12=32.
略解 設遞推式可化為an+x=2(an-1+x),即an=2an-1+x,與原遞推式比較系數,得x=1.可知{an+1}是公比為2,首項為a1+1=2的等比數列.故an+1=2×2n-1,得an=2n-1.
二、an+1=pan+f(n)(常數p≠1)型
其中的f(n)是我們熟知的數列,如等差數列、等比數列等.
1.{f(n)}是等差數列,即f(n)=An+B.
此時設遞推式an+1=pan+An+B可化成an+1+x(n+1)y=p(an+xn+y),即
an+1=pan+(p-1)xn+(p-1)y-x.
與原遞推式比較系數,得(p-1)x=A,
(p-1)y-x=B,可解出x,y.從而知{an+xn+y}是公比為p的等比數列.
例3 設a1=1,an+1=2an+2n+1,求an.
解 設遞推可化為an+1+x(n+1)+y=2(an+xn+y),即an+1=2an+xn+(y-x).
2.{f(n)}是等比數列,即f(n)=rqn.
設遞推式an+1=pan+rqn可化成an+1+xqn+1=p(an+xqn),即an+1=pan+x(p-q)qn.
與原遞推式比較系數有x(p-q)=r,解出x,從而知{an+xqn}是公比為p的等比數列.
點評 從上述兩例可以看出,當f(n)是關于n的一次式(即等差數列),那么設出的待定式也是一次式(如xn+y);當f(n)是關于n的指數式(即等比數列),那么設出的待定式也是指數式(如xqn).簡言之,設出與f(n)同型的待定式.
三、an+2=pan+1+qan(常數pq≠0)型
這是二階遞推數列,用待定系數法,設遞推式可化成等比數列的形式:
xy=q.可解得x、y的值,從而可知{an+1+yan}是公比為x的等比數列.再列出關于an、an+1的方程組,解出an.
例5 (見課標教科書數學必修5 P696題)設a1=5,a2=2,an=2an-1+3an-2(n≥3),求an.
點評 本例由待定系數的方程組只得一組解,雖然只能得到一個含有an+1與an的關系式,無法解得an,但這個關系式可轉化成等差數列的問題,可方便地求出an.
參考文獻:
[1]惠潤科.淺談遞推數列中等差數列、等比數列的復習[J].數學通訊(上),2010(11,12):45-46.
[2]鄧顯亮.遞推關系求通項5法[J].數理天地,2011(11):11.
[3]劉再平.遞推數列問題的探究[J].中學生數學,2014(3):36-37.
[責任編輯:李 璟]