在高中階段,等差數(shù)列與等比數(shù)列是數(shù)列模塊的學(xué)習(xí)重點(diǎn).在已知遞推關(guān)系求解通項(xiàng)公式的過(guò)程中,常利用構(gòu)造法將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列問(wèn)題.在這一過(guò)程中,學(xué)生既要掌握數(shù)列的基礎(chǔ)知識(shí),又要分析題目所給條件,準(zhǔn)確識(shí)別數(shù)列的類(lèi)型.
1待定系數(shù)法
型數(shù)列 例1已知數(shù)列
滿(mǎn)足
2,求
的通項(xiàng)公式.
因?yàn)? ,所以
1).又
,所以
是以9為首項(xiàng)、3為公比的等比數(shù)列,即
,故
在探討 (其中 A , B 為常數(shù),且 A ≠ 1 , A B ≠ 0 ; 型數(shù)列的通項(xiàng)公式時(shí),首先將原遞推公式轉(zhuǎn)換為
形式,其次運(yùn)用待定系數(shù)法確定常數(shù) M 的值,最后將原問(wèn)題轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列問(wèn)題求解.
型數(shù)列例2在數(shù)列
中,已知
(
。
,求
的通項(xiàng)公式.
因?yàn)? ,所以
又 ,所以
是首項(xiàng)為2、公比為2的等比數(shù)列,故
,即
求 ( A ≠ 1 A B C ≠ 0 ; 型數(shù)列的通項(xiàng)公式時(shí),令
再通過(guò)待定系數(shù)法求得 ? , q ,則 是公比為 A 的等比數(shù)列.
3) 型數(shù)列
例3 已知數(shù)列 ,且
,求
的通項(xiàng)公式.
解析 由 ,可得
且
則
是首項(xiàng)為
、公差為
的等差數(shù)列,所以
即
求 (其中
均為常數(shù),p q (p- 1 ) ≠ 0 ) 型數(shù)列的通項(xiàng)公式時(shí),共有3種方法.方法1:先用待定系數(shù)法把原遞推公式轉(zhuǎn)化為
的形式,根據(jù)對(duì)應(yīng)項(xiàng)系數(shù)相等求出 λ 的值,再利用換元法轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求解.方法2:先在原遞推公式兩邊同時(shí)除以q\"+1,得a\"+1
,引入輔助數(shù)列
(其中
,得
,再利用待定系數(shù)法求解.方法3:也可在原遞推公式兩邊同時(shí)除以 p\"+1,得a+1
\",引入輔助數(shù)列b(其中b=\"
,得
1·\",再利用疊加法(逐差相加法)求解.
2 同型構(gòu)造法
例4已知數(shù)列 滿(mǎn)足
,且對(duì)于任意正整數(shù) n ,均有
,求
的通項(xiàng)公式.
對(duì) 兩邊同時(shí)除以 n ( n + 1 ) ,可得
令
則
,且
,所以數(shù)列
是首項(xiàng)為2、公差為1的等差數(shù)列,則
.故
點(diǎn) 評(píng)
同型構(gòu)造的核心思想是將 n + 1 和 和
等因子與數(shù)列項(xiàng)數(shù)相同的部分化歸成結(jié)構(gòu)相同的形式,進(jìn)而構(gòu)造新數(shù)列求解,常見(jiàn)的模型如下.
模型1若 n+1a\",則(n+1)an+1=na 構(gòu)造
,則
,故
為常數(shù)列.
模型2若 則
構(gòu)造
,則
,故
為常數(shù)列.
模型3 若 ,則
構(gòu)造 則
故
為常數(shù)列.
模型4若 ,則
構(gòu)造
,則
,故
為等比數(shù)列.
模型5 若 ,則
a\"+1.構(gòu)造b\"=\",則bn+1=bn+1,故{bn}為等差 數(shù)列.
模型 ? 若 ,則
構(gòu) 造
α\",則bn+1=b\"+1,故為等差數(shù)列.
模型7 若 ,則
構(gòu)造
,則
,故
為等差數(shù)列.
3取對(duì)數(shù)構(gòu)造法
例5已知正項(xiàng)數(shù)列 滿(mǎn)足
2,求
的通項(xiàng)公式.
因?yàn)? ·
,且
,所以1,兩邊取對(duì)數(shù)得
,即
當(dāng) n?2 時(shí),有
所以 ·
由于 ,則
,故
,則
點(diǎn)型如 或
(
為常數(shù))的數(shù)列,為方便計(jì)章,可兩邊取以
或首項(xiàng)為底的對(duì)數(shù).
4二階整體構(gòu)造法
例6已知數(shù)列滿(mǎn)足 ( n ∈
),且
,證明:
是等比數(shù)列,并求
的通項(xiàng)公式.
0 由 ,得
解析
.因?yàn)?
,
,所以
,所以
,則
是首項(xiàng)為4、公比為2的等比數(shù)列,故(2
,所以
,即數(shù)列
是首項(xiàng)為 2、公差為1的等差數(shù)列,所以
2 + 1 × ( n - 1 ) = n + 1 ,則
針對(duì) 型數(shù)列,可通過(guò)二階整體構(gòu)造法將之轉(zhuǎn)換為
,求出數(shù)列
的通項(xiàng)公式,再通過(guò)同型構(gòu)造法構(gòu)造等差(或等比)數(shù)列求得數(shù)列
的通項(xiàng)公式,在特殊情況下需要運(yùn)用數(shù)列的特征方程和特征根求通項(xiàng)公式.
構(gòu)造技巧不僅是解題的工具,更是數(shù)學(xué)方法論的重要體現(xiàn).數(shù)列通項(xiàng)的構(gòu)造過(guò)程不僅是解題過(guò)程的實(shí)踐,更是數(shù)學(xué)思維的深度訓(xùn)練.通過(guò)對(duì)遞推關(guān)系的創(chuàng)造性重構(gòu),我們不僅能夠獲得數(shù)列的顯式表達(dá)式,更能體會(huì)到數(shù)學(xué)作為一門(mén)結(jié)構(gòu)科學(xué)的內(nèi)在魅力.
(完)