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        構造等比型數列求遞推數列的通項

        2020-09-10 17:07:15王洪信
        數理化解題研究·高中版 2020年4期
        關鍵詞:等比數列通項

        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]

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