构造法_比较构造法

2020-02-28 其他范文 下载本文

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内容摘要:

这几年的高考数学试题中,出现了求解型如“an+1=pan+ f(n)”的数列的通项公式的一类问题,本文针对这类数列问题,提出具体的解决方法,让读者能熟练掌握此类问题的解法,并能触类旁通。关键词:

通项公式 等比数列 等差数列 待定系数法 正文:

这类问题的模型是题中出现了下面形式的条件:

an+1=pan+f(n)(Ⅰ)(目的:求{an}的通项公式)

其中p是已知常数;f(n)是关于n的已知代数式,类似等比数列或等差数列的通项公式;an+

1、an是待求数列。

我们的目的是借用待定系数法,将(Ⅰ)式化成下列形式: an+1+cn+1=p(an+cn)(Ⅱ)

其中cn+

1、cn待定。此时{an+cn}构成等比数列,进一步可求出{an}的通项公式。具体方法如下:

方法

一、当f(n)类似等比数列的通项公式:

由(Ⅱ)式得:an+1=pan+pcn-cn+1;对比(Ⅰ)式,得:pcn-cn+1=f(n)(Ⅲ)设cn=kf(n),cn+1=kf(n+1)(其中k为待求常数),代入(Ⅲ)式,得pkf(n)-kf(n+1)=f(n);

这时p为已知常数,f(n)是已知代数式,可求出k的值;我们得到了cn、cn+1;从而达到了我们的目的。

例题1:2008年四川高考20题

设数列{an}的前 项和为sn,已知ban-2n=(b-1)sn(其中b是常数);(1)证明:当b=2时,{an-n2n-1}是等比数列;(2)求{an}的通项公式; 在(2)问求an的通项公式过程中,我们可以利用本文的方法。『解』:ban-2n=(b-1)sn

ban+1-2n+1=(b-1)sn+1

两式相减得b(an+1-an)-2n=(b-1)an+1

即an+1=ban+2n(1)(将2n看作f(n),则可用方法一)设an+1+cn+1=b(an+cn)(2)an+1=ban+bcn-cn+1

对比(1)式,得bcn-cn+1=2n(3)

nn+1设cn=k2,cn+1=k2;代入(3)式得: bk2n-k2n+1=2n 即k(b-2)=1

至此我们可以进一步求出{an}的通项公式。例题2:2008年全国高考二20题

设数列{an}的前 项和为sn.已知a1=a,an+1=sn+3n,(Ⅰ)设bn=sn-3n,求数列{bn}的通项公式。

『解』:sn+1-sn=an+1=sn+3n

sn+1=2sn+3n(1)(将3n看作f(n),则可用方法一)设sn+1+cn+1=2(sn+cn)(2)

则sn+1=2sn+2cn-cn+1;从而2cn-cn+1=3n(3);设cn=k3n,cn+1=k3n+1;代入(3)式,可得k=-1;∴cn=-3n,cn+1=-3n+1;

(2)式变为sn+1-3n+1=2(sn-3n);至此我们可求出数列{bn}的通项公式。例题3:2008年广东高考21题

『解』:在(2)问求{xn}的通项公式过程中,我们试着利用本文的方法。

条件an+1=pan+ f(n)中, f(n)是解题的关键,方法一中的f(n)还可以是带系数和常数项的,类似等比数列的通项公式,感兴趣的读者可以尝试做下题: 已知数列{an}中,a1=1,且an+1=an+2×3n-1,求{an}的通项公式。(提示:可设cn=k3n-m,其中k,m为待求常数)方法

二、当f(n)类似等差数列的通项公式:

条件an+1=pan+ f(n)中已知f(n)=nd+m, 其中d,m是已知常数。解题过程类似方法一:

由(Ⅲ)式pcn-pcn+1= f(n)得:pcn-cn+1=nd+m(Ⅳ)设cn=kn+r,cn+1=k(n+1)+r(其中k,r是待求常数); 代入(Ⅳ)式整理得:k(p-1)n+(pr-k-r)= nd+m;对比两个式子可得k(p-1)=d;且p,d为已知常数,可求出k的值;

进而由pr-k-r=m可得r的值,从而我们得到了cn、cn+1,达到了我们的目的。例题4:2007年天津文科20题

在数列{an}中,a1=2,an+1=4an-3n+1,(1)证明数列{an-n}是等比数列。

『解』:设an+1+cn+1=4(an+cn),即an+1=4an+4cn-cn+1;对比条件an+1=4an-3n+1,得: 4cn-cn+1=-3n+1(*)设cn=kn+r,cn+1=k(n+1)+r;代入(*)式整理得:3kn+(3r-k)=-3n+1 ∴3k=-3,3r-k=1;解得k=-1,r=0; ∴cn=-n,cn+1=-(n+1)代入an+1+cn+1=4(an+cn)得:an+1-(n+1)=4(an-n);从而{an-n}是首项为a1-1=1,公比为4的等比数列。

条件an+1=pan+ f(n)中f(n)的变化会带来不同的设元解题过程。比如:当f(n)变成一常数b时,我们可采用常见的待定系数法,设an+1+k=p(an+k),整理后得pk-k=b(p,b为已知常数),可求出k值,从而{an+k}是公比为p的等比数列,进而可求出{an}的通项公式。

比如:当f(n)是cqn+dn+m(c、q、d、m为已知常数)的形式时,我们可以综合方法

一、方法二来求解。

以上是本人通过研究近年的高考数列题得出的一些心得体会,希望能对大家有所帮助。参考文献:

1、2008年高考分类题选

2、《高等代数》 邱森 武汉大学出版社

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