第六章?数 列
第一节 数列的概念与简单表示
本节主要包括2个知识点: 1.数列的通项公式;
突破点(一) 数列的通项公式
[基本知识]
1.数列的定义
按照一定顺序排列的一列数称为数列.数列中的每一个数叫做这个数列的项,数列中的每一项都和它的序号有关,排在第一位的数称为这个数列的第一项(通常也叫做首项).
2.数列的通项公式
如果数列{an}的第n项与序号n之间的关系可以用一个式子来表示,那么这个公式叫做这个数列的通项公式.
3.数列的递推公式
如果已知数列{an}的第一项(或前几项),且任何一项an与它的前一项an-1(或前几项)间的关系可以用一个式子来表示,即an=f(an-1)(或an=f(an-1,an-2)等),那么这个式子叫做数列{an}的递推公式.
4.Sn与an的关系
??S1,n=1,已知数列{an}的前n项和为Sn,则an=?这个关系式对任意数列均
?Sn-Sn-1,n≥2,???
2.数列的性质.
成立.
[基本能力]
1.判断题
(1)所有数列的第n项都能使用公式表达.( )
(2)根据数列的前几项归纳出数列的通项公式可能不止一个.( ) (3)若已知数列{an}的递推公式为an+1=项.( )
(4)如果数列{an}的前n项和为Sn,则对?n∈N*,都有an+1=Sn+1-Sn.( ) 答案:(1)× (2)√ (3)√ (4)× 2.填空题
(1)已知数列{an}的前4项为1,3,7,15,则数列{an}的一个通项公式为________.
1
,且a2=1,则可以写出数列{an}的任何一2an-1
答案:an=2n-1(n∈N*)
(2)已知数列{an}中,a1=1,an+1=1
答案:
5
(3)已知Sn是数列{an}的前n项和,且Sn=n2+1,则数列{an}的通项公式是________________.
??2,n=1,
答案:an=?
?2n-1,n≥2?
an,则a2=________. 2an+3
[全析考法] 利用数列的前几项求通项 给出数列的前几项求通项时,需要注意观察数列中各项与其序号之间的关系,在所给数列的前几项中,先看看哪些部分是变化的,哪些是不变的,再探索各项中变化部分与序号间的关系.
[例1] (1)(2018·江西鹰潭一中期中)数列1,-4,9,-16,25,…的一个通项公式是( ) A.an=n2 C.an=(-1)n1n2
+
B.an=(-1)nn2 D.an=(-1)n(n+1)2
(2)(2018·山西太原五中调考)把1,3,6,10,15,…,这些数叫做三角形数,这是因为这些数目的圆点可以排成一个正三角形(如图所示).
则第7个三角形数是( ) A.27 C.29
B.28 D.30
[解析] (1)法一:该数列中第n项的绝对值是n2,正负交替的符号是(-1)n+1,故选C.
法二:将n=2代入各选项,排除A,B,D,故选C.
(2)观察三角形数的增长规律,可以发现每一项比它的前一项多的点数正好是该项的序号,即an=an-1+n(n≥2).所以根据这个规律计算可知,第7个三角形数是a7=a6+7=a5+6+7=15+6+7=28.故选B.
[答案] (1)C (2)B
[方法技巧]
由数列的前几项求通项公式的思路方法
(1)分式形式的数列,分别求分子、分母的通项,较复杂的还要考虑分子、分母的关系. (2)若第n项和第n+1项正负交错,那么符号用(-1)n或(-1)n+1或(-1)n-1来调控. (3)对于较复杂数列的通项公式,其项与序号之间的关系不容易发现,这就需要将数列各项的结构形式加以变形,可使用添项、通分、分割等方法,将数列的各项分解成若干个常见数列对应项的“和”“差”“积”“商”后再进行归纳.
[提醒] 根据数列的前几项写出数列的一个通项公式利用了不完全归纳法,其蕴含着“从特殊到一般”的思想,由不完全归纳得出的结果是不可靠的,要注意代值检验.
利用an与Sn的关系求通项 ??S1,n=1,数列{an}的前n项和Sn与通项an的关系为an=?通过纽带:an=Sn
?Sn-Sn-1,n≥2,?
-Sn-1(n≥2),根据题目已知条件,消掉an或Sn,再利用特殊形式(累乘或累加)或通过构造成等差数列或者等比数列求解.
[例2] 已知数列{an}的前n项和为Sn. (1)若Sn=(-1)n1·n,求a5+a6及an;
+
(2)若Sn=3n+2n+1,求an.
[解] (1)a5+a6=S6-S4=(-6)-(-4)=-2, 当n=1时,a1=S1=1;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(-1)n+1·n-(-1)n·(n-1) =(-1)n+1·[n+(n-1)] =(-1)n+1·(2n-1),
又a1也适合此式,所以an=(-1)n+1·(2n-1). (2)因为当n=1时,a1=S1=6;
当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(3n+2n+1)-[3n-1+2(n-1)+1]=2·3n-1+2,
??6,n=1,
由于a1不适合此式,所以an=?
n-1
3+2,n≥2.??2·
[方法技巧]
已知Sn求an的三个步骤
(1)先利用a1=S1求出a1.
(2)用n-1替换Sn中的n得到一个新的关系,利用an=Sn-Sn-1(n≥2)便可求出当n≥2时an的表达式.
(3)对n=1时的结果进行检验,看是否符合n≥2时an的表达式,如果符合,则可以把数列的通项公式合写;如果不符合,则应该分n=1与n≥2两段来写.
利用递推关系求通项 [例3] (1)在数列{an}中,a1=2,an+1=an+3n+2,求数列{an}的通项公式. n-1
(2)在数列{an}中,a1=1,an=nan-1(n≥2),求数列{an}的通项公式. (3)在数列{an}中a1=1,an+1=3an+2,求数列{an}的通项公式. (4)已知数列{an}中,a1=1,an+1=[解] (1)因为an+1-an=3n+2, 所以an-an-1=3n-1(n≥2),
所以an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1=1
当n=1时,a1=2=×(3×1+1),符合上式,
2n3
所以an=n2+. 22
n-1
(2)因为an=a(n≥2),
nn-1n-21
所以an-1=an-2,…,a2=a1.
2n-1
n-1a11121
由累乘法可得an=a1···…·n=n=n(n≥2).又a1=1符合上式,∴an=n.
23(3)因为an+1=3an+2,所以an+1+1=3(an+1),所以an+1+1an+1
=3,所以数列{an+1}为n?3n+1?
(n≥2). 2
2an,求数列{an}的通项公式. an+2
等比数列,公比q=3.又a1+1=2,所以an+1=2·3n-1,所以an=2·3n-1-1.
(4)∵an+1=
,a1=1,∴an≠0, an+2
2an111111∴=a+,即-a=,
n2n2an+1an+11
又a1=1,则=1,
a1
?1?1
∴?a?是以1为首项,为公差的等差数列.
2?n?
111n1
∴a=+(n-1)×=+,
a1222n2∴an=(n∈N*).
n+1
[方法技巧] 典型的递推数列及处理方法
递推式 an+1=an+f(n) an+1=anf(n) an+1=Aan+B (A≠0,1,B≠0) an+1= Ban+CAan3an 2an+3方法 叠加法 叠乘法 示例 a1=1,an+1=an+2n an+1a1=1,a=2n n化为等比数列 a1=1,an+1=2an+1 化为等差数列 a1=1,an+1=(A,B,C为常数)
[全练题点]
1.[考点一](2018·湖南衡阳二十六中期中)在数列1,1,2,3,5,8,x,21,34,55,…中,x的值为( )
A.11 C.13
B.12 D.14
解析:选C 观察所给数列的项,发现从第3项起,每一项都是与它相邻的前两项的和,所以x=5+8=13,故选C.
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2.[考点一]数列1,-,,-,…的一个通项公式是( )
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