類型四:由a(n+1)=pan+rq^n求通項?雙層構建難度大,不會別錯過

2020-12-22 玉w頭說教育

01引言

前面我們已經說過,求數列的題型是高考的常客,經常以大題第一問或者選擇題、填空題出現,但是也會出現的綜合題中,這塊內容不會會導數這個題的解答,所以學好這個模塊至關重要。

求出數列的題一般都離不開求數列的通項,而求數列的通項卻離不開數列的遞推公式。

前面已經介紹了數列遞推公式的三種類型,今天來介紹遞推公式的第四種類型。

圖一

02類型四由a(n+1)=pan+rq^n求通項方法和注意事項

待定係數法:

a(n+1)=pan+rq^n(pqr≠0)型,數列{an}的首項a1已知,一般利用待定係數法構建等比數列或者等差數列求通項公式。

注意事項:p,q,r都不能等於0,且不一定相等。當p≠q時進行兩次轉化;p=q時進行一次轉化即可,但是屬於兩種情況。待定係數法的具體步驟:

方法一:

對已知式a(n+1)=pan+rq^n兩邊同時除以q^(n+1),得到

a(n+1)/q^(n+1)=p/q·an/q^n+r/q①。

bn=an/q^n,則①式可轉化為b(n+1)=p/q·bn+r/q.

當p=q時,數列{bn}為等比數列;

當p≠q時,數列{bn}可以根據類型三進行轉化,求出數列bn通項公式,再根據數列bn通項公式求出數列an通項公式。

圖二

即,設t≠0的實數,將式子b(n+1)=p/q·bn+r/q②,變形為b(n+1)+t=p/q[bn+t]③,將③展開得到

b(n+1)=p/q·bn+(p/q-1)t④。

②和④對應相等,則(p/q-1)t=r/q,解得到t=r/(p-q)。

則式子②就轉化成為b(n+1)+r/(p-q)=p/q[bn+r/(p-q)],將bn+r/(p-q)看成一個整體,則數列{bn+r/(p-q)}就是一個等比數列。

最後根據等比數列的通項公式求出數列bn通項,再根據bn通項求出an通項。

圖三

方法二:

當p≠q時,設存在非零常數t,使得a(n+1)=pan+rq^n推出a(n+1)+tq^(n+1)=p(an+tq^n),則r=t(p-q),即t=r/(p-q).

所以數列{an+tq^n}是首項為a1+tq,公比為p的等比數列。

求出數列{an+tq^n}的通項公式後,再求出{an}的通項公式。

圖四

03例題

已知數列{an}滿足,a1=2,a(n+1)=3an+5·2^n,則數列an通項公式為?

圖五

這道題就是直接使用我們類型題方法的模式即可。

但是一般在大題中不會直接給出遞推公式,需要通過一系列的關係得出該遞推公式。

例題的解決方法

第一步,等式左右兩邊同時除以2^(n+1),重新構建遞推公式。

因為a(n+1)=3an+5·2^n,構建變形得到a(n+1)/2^(n+1)=3/2×an/2^n+5/2.

設bn=an/2^n,則原式變為b(n+1)=3/2bn+5/2.

第二步,將遞推公式b(n+1)=3/2bn+5/2繼續變形。

根據昨天講解的類型三可知,b(n+1)=3/2bn+5/2可變成b(n+1)+t=3/2(bn+t)的形式,t≠0的常數。

則b(n+1)+t=3/2(bn+t)整理得到b(n+1)=3/2bn+1/2·t。

根據對應項相等,則1/2·t=5/2,則t=5.

所以上式就變形為b(n+1)+5=3/2(bn+5).

第三步,求出數列bn的通項。

將數列{bn+5}看成一個整體,則數列{bn+5}就是以b1+5為首項,以3/2為公比的等比數列。

因為bn=an/2^n,則b1=a1/2,因為a1=2,則b1=1.

所以數列bn+5=1×(3/2)^(n-1),則bn=(3/2)^(n-1)-5.

第四步,求出數列an的通項。

因為bn=an/2^n,所以an=bn·2^n=[(3/2)^(n-1)-5]·2^n,整理得到an=2·3^(n-1)-5·2^n。

圖六

綜上所述,數列{an}的通項公式為an=2·3^(n-1)-5·2^n。

04總結

該類型的遞推公式比較難,但是構建的方卻是固定的。

這種轉化的思想也是比較重要,如果沒有做過也很難進行轉化出來,所以該類型需要掌握。

上述是直接給出這樣類型的地推公式的形式,但是在做題的時候,出題者可能給出的是另一種形態,需要變形得到這樣的類型。

這樣類型的特點:數列a(n+1)和an含有倍數關係,但是又存在指數函數y=a^x的形式。

對於這樣的形式一般都可以使用上述的方法進行轉化。

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