1、数列中
n
an 与 Sn 之间的关系:
, (n 1)
n 1
1
a
S S
n
注意通项能否合并。
S ,( n 2).
2、等差数列:
⑴定义: 如果一个数列从第
2 项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,
即 a - an 1
n
=d ,(n≥ 2,n∈N ), 那么这个数列就叫做等差数列。 ⑵等差中项:若三数 ⑶通项公式: a
n
a、 A、 b 成等差数列
a b A
2
a1 (n 1)d a
m
(n m)d
或 an
⑷前 n
项和公式:
pn q ( p、q是常数) .
n a a
1
n
n n 1
S
n
na
1
d 2
2
⑸常用性质:
①若 m
n p q m, n, p,q N ,则 am a
, ak a
, a
,
a
p
a ;
q
n
②下标为等差数列的项
,仍组成等差数列;
k m k 2m
③数列
a
n
b
( ,b为常数)仍为等差数列;
④若 {a } 、 {bn } 是等差数列,则
n
*
{ kan} 、 { kan
pbn} ( k 、 p
是非零常数 )、
{ap nq}( p,q N )、,⋯ 也成等差数列。
⑤单调性: a 的公差为 d ,则:
n
ⅰ) d ⅱ) d ⅲ) d
0 0 0
a 为递增数列; n a 为递减数列; n
a 为常数列; n
an
pn q ( p,q 是常数)
,则
、
、
⑥数列 { an } 为等差数列 ⑦若等差数列
a
n
的前 n 项和
S
n
Sk S2k Sk S3k
⋯
S2k
是等差数列。
3、等比数列
⑴定义: 如果一个数列从第
2 项起, 每一项与它的前一项的比等于同一个常数,
那么这个数
列就叫做等比数列。 ⑵等比中项:若三数
a、G、b成等比数列 G2 ab, ( ab 同号)。 反之不一定成立。
⑶通项公式:
n 1 n m
a
n
a q
1
a q
m
n
⑷前 n
项和公式:
S
n
a1 1 q 1 q
a1 a q
n
1 q
⑸常用性质
①若 m
n p q m, n, p,q N ,则 a a
,
为等比数列,公比为
m k
a a ;
p
q
n
②
k
,a ,a
k m
a
k 2m
q (下标成等差数列 ,则对应的项成等比数列 )
③数列
a (
n
为不等于零的常数)仍是公比为
q
的等比数列;正项等比数列
a ;则
n
lg an 是公差为 lg q 的等差 数列;
④若
a 是等比数列,则
n
2
n
n
1
n
ca ,a
, a
2
,
a
r
(r Z) 是等比数列,公比依次是
n
. r
q q q , , ,
q
1
⑤单调性:
a1 0,q 1或a1 0,0 q 1
为递减数列;
an 为递增数列; a1 0,0 q 1或a1 0,q 1 an
q 1 q 0
an 为常数列; an 为摆动数列;
⑥既是等差数列又是等比数列的数列是常数列。 ⑦若等比数列
a
n
的前 n 项和 Sn ,则 Sk 、 S2k
Sk 、 S3k S2k ⋯
是等比数列 .
4、非等差、等比数列通项公式的求法
类型Ⅰ观察法: 已知数列前若干项, 求该数列的通项时, 一般对所给的项观察分析, 寻找规律,从而根据规律写出此数列的一个通项。 n
类型Ⅱ公式法: 若已知数列的前 公式
n
项和 与
S
n
a 的关系,求数列 an
n
的通项 an 可用
a
S
1
, (n 1) S ,(n 2)
n 1
构造两式作差求解。
S
n
用此公式时要注意结论有两种可能,一种是“一分为二”,即分段式;另一种是“合二 为一”,即 a 和 a 合为一个表达, (要先分 n 1和 n
1
n
2两种情况分别进行运算,然后验证
能否统一)。
类型Ⅲ累加法:
形如 an 1
an
f (n) 型的递推数列 (其中 f (n) 是关于 n
的函数)可
构造:
a
n
a
n 1
f (n 1) f (n 2)
n 2
a
n 1
a
... a a 2 1
f (1)
将上述 n 1个式子两边分别相加,可得: a
n
f (n 1) f (n 2) ... f (2) f (1) a ,( n 2)
1
①若 f (n) 是关于 n② 若 f (n) 是关于 ③若 f (n) 是关于 n④若 f (n) 是关于 n
类型Ⅳ累乘法: 形如 a
n
; 的一次函数,累加后可转化为等差数列求和
n的指数函数,累加后可转化为等比数列求和;
; 的二次函数,累加后可分组求和. 的分式函数,累加后可裂项求和
1
a f (n)
n
a
n 1
型的递推数列
(其中 f (n) 是关于 n的函数) 可构造:
( )
f n
a
n
a
n
f (n 1)
a
n
1
a n 1
f (n 2)
a
n
2
... a 2 a
1
f (1)
将上述 n 1个式子两边分别相乘,可得: a
n
f (n 1) f (n 2) ... f (2) f (1)a ,( n 2)
1
有时若不能直接用,可变形成这种形式,然后用这种方法求解。 类型Ⅴ构造数列法:
㈠形如 an 1
pa
n
q (其中 p,q 均为常数且 p 0) 型的递推式:
(1)若 p 1时,数列 { a }为等差数列 ;
n
(2)若 q 0 时,数列 { a } 为等比数列 ;
n
(3)若 p 1且 q
0 时,数列 { a } 为线性递推数列,其通项可通过待定系数法构造等比
n
数列来求 . 方法有如下两种:
法一:a设
1
p(a
n
n
) , 展开移项整理得an 1 pan ( p 1) , 与题设
q
a
n 1
q
,( p 0)
a
n 1
q
p(a
n
pa
n
q 比较系数(待定系数法) 得 ) p 1
p 1
a
n
p 1
q 1 p
为首项, 以
q
p(a
n 1
q
, 即 a n )
q
构成以 a p 1 1
p 为公比的等
p 1 p 1
比数列 . 再利用等比数列的通项公式求出
a n
q
的通项整理可得 a . p 1
a
1 n
n
a
n
p, 即
法二: 由 an 1 pan q 得 an pan 1 q(n 2) 两式相减并整理得
a
n
a
n 1
a
n 1
a 构成以 a
n
2
a 为首项,以 p 为公比的等比数列 . 求出
1
a
n 1
a 的通项再转化为
n
类型Ⅲ(累加法) ㈡形如 a
n 1
便可求出
a .
n
pa
n
f (n) ( p 1) 型的递推式 :
⑴当 f (n) 为一次函数类型(即等差数列)时:
法一:设a An B p a
n
1
A(n 1) B ,通过待定系数法确定
n
A 、B 的值,转化
成以 a
1
A B 为首项,以 p
为公比的等比数列
an An B ,再利用等比数列的通项公
式求出 a
n
An B 的通项整理可得 an.
1
法二:当 f (n) 的公差为 d 时,由递推式得: a
n
pa
n
f (n) , an
pb
pan 1 f (n 1)
两式相减得: a
1 n
a
n
p a
(
n
a
1
d ,令 b )
n
a
n 1
a 得: b
n
n
d 转化为 类型
n 1
n
Ⅴ㈠ 求出
b ,再用 类型Ⅲ(累加法) 便可求出
n
an .
⑵当 f (n) 为指数函数类型(即等比数列)时:
法一:设a
n
f (n) p a
n 1
f (n 1) ,通过待定系数法确定
an
的值,转化成以
a
1
f 为首项,以 p 为公比的等比数列
(1) a a n
n
f (n) ,再利用等比数列的通项公式求
出
f (n)
的通项整理可得
.
法二:当 f (n) 的公比为 q
时,由递推式得:
a 1
n
pa
n
f (n) — —
①,
a
n
pa
n
1
f (n 1),两以 q 边同时乘得 an q pqan 1 qf (n 1)— — ② ,由①②两式相
减得 a
n
1
a q p(a
n
n
qa 1) ,即
n
a
n 1
qa qa
n n 1
a
n
p ,在转化为 类型Ⅴ㈠ 便可求出 a .
n
法三:递推公式为
n n
1
an 1 pa
n
q (其中 p,q 均为常数) 或
a
n
pa
n
rq (其中 p,
n n
q, r 均为常数)时,要先在原递推公式两边同时除以
n 1
q 1
an
,得: n 1 1
p a
1 ,引入 q
q
q q
辅助数列
bn (其中
a
n
n
n
),得:
b
q
bn
1
p
bn q
再应用 类型Ⅴ㈠ 的方法解决。
q
⑶当 f (n) 为任意数列时,可用 通法:
在 a
n
1
pa
n
f (n) 两边同时除以 p 可得到
n 1
a
n 1 n 1
a
n n
f (n) a ,令 n
n 1
n
b ,则
n
p
p p
n
p
p b .
n
b
n 1
b
n
f (n) ,在转化为 类型Ⅲ(累加法) ,求出 bn 之后得 a
n 1
n
p
类型Ⅵ 形如
对数变换法:
q
a
n
1
pa ( p 0,a
n q
0) 型的递推式:
两边取对数得 lg an 1
在原递推式
a
n 1
pa
qlg an lg p,令 bn lg an 得:
b
b
n
1
qb
n
lg p,化归为 an 1
pan q 型,求出 b 之后得
a
n
n
10 .
(注意:底数不一定
n
要取 10,可根据题意选择) 。
类型Ⅶ 形如 a
n 1
倒数变换法:
a
n
pa a ( p为常数且 p 0 ) 的递推式: 两边同除于 an 1an,转化为
n 1 n
1 a
n
1 a
n 1
形式,化归为 an 1 p
pan q 型求出 1
a
n
的表达式,再求
1 a
n 1
a ;
n
还有形如 a
n
ma
n n
1
的递推式, 也可采用取倒数方法转化成
m 1 q a
n
m 形式, 化归为 p
pa q
n
an 1
n
型求出 1 的表达式,再求 a .
pa q
a
n
类型Ⅷ
an 2 形如
pan 1 qan 型的递推式:
{an a } 的形式求解。方法为:设
n 1
用待定系数法,化为特殊数列
an
2
ka
n 1
h(a
n
1
ka ) ,比较系数得 h k
n
p, hk q ,可解得 h 、k ,于是
{an
1
kan} 是公比为 h 的等比数列,这样就化归为 an 1 pan q
型。
总之,求数列通项公式可根据数列特点采用以上不同方法求解, 对不能转化为以上方法 求解的数列,可用归纳、猜想、证明方法求出数列通项公式
a .
n
5、非等差、等比数列前 ⑴错位相减法
n
项和公式的求法
①若数列 a 为等差数列, 数列
n
bn 为等比数列, 则数列 an bn 的求和就要采用此法 .
bn 的公比,然后在错位相减,进而可得到数列
②将数列
an bn 的每一项分别乘以
a b
n
n
n项和. 的前
此法是在推导等比数列的前 n项和公式时所用的方法 .
⑵裂项相消法
一般地,当数列的通项 a
n
( a,b ,b ,c为常数)时,往往可将
(an b )( an b ) an
1 2
1
2
c
变成两项的差,采用裂项相消法求和
可用待定系数法进行裂项:
设 a
n
.
an b
1
an b
2
,通分整理后与原式相比较,根据对应项系数相等得
c b
2
,从而可得
b
1
c
=
(an b )( an b ) (b
1
2
2
c 1
(
b ) an b
1
1
1
).
an b
2
常见的拆项公式有: ①
;
n(n 1) n n 1
1
1 1 1
②
1 1 1 ( );
(2n 1)(2n 1) 2 2n 1 2n 1
③
1 b
m
a
m 1 n
1
( a a b
m
1
b);
④
C C
n
C ;
n
⑤ n n! (n 1)! n!.
⑶分组法求和
有一类数列,既不是等差数列, 也不是等比数列, 若将这类数列适当拆开, 可分为几个 等差、等比或常见的数列,然后分别求和,再将其合并即可 ②由通项公式确定如何分组 ⑷倒序相加法
如果一个数列 a ,与首末两项等距的两项之和等于首末两项之和,则可用把正着写与倒
.一般分两步:①找通向项公式
.
n
着写的两个和式相加,就得到了一个常数列的和,这种求和方法称为倒序相加法。特征:a1 an
a2 an 1 ...
⑸记住常见数列的前
n
项和:
① n(n 1) 1 2 3 ... n ;
2
②
2
1 3 5 ... (2n 1) n ;
③
2 2
2
2
1
1 2 3 ... n
n(n 1)(2 n 1). 6
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