第四章 微专题1 由递推公式求数列通项的方法(课件 讲义)高中数学 人教A版(2019)选择性必修 第二册

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第四章 微专题1 由递推公式求数列通项的方法(课件 讲义)高中数学 人教A版(2019)选择性必修 第二册

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微专题1 由递推公式求数列通项的方法
典例剖析素养初现
探究1 利用an=Sn-Sn-1求通项
例1 (1) 已知正项数列的前n项和为Sn,且an=1-2Sn(n∈N*),则数列{an}的通项公式为____________.
(2) 已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+1-2Sn=Sn-2Sn-1(n≥2),a1=2,a2=4,则数列{an}的通项公式为___________.
(3) 已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足++…+=1-,则数列{an}的通项公式为_____________.
(1) 利用an=求通项时,要注意检验n=1时的情况;
(2) 已知数列的前n项和Sn的相关条件,求数列通项公式的基本思路有两个:①将和Sn转化为项an,即利用an=Sn-Sn-1将和转化为项;②将条件看作是数列{Sn}的递推公式,先求出Sn,然后题目即转化为已知数列的前n项和Sn,求数列的通项公式an.
探究2 叠加法、叠乘法求通项
例2 (1) 在数列{an}中,a1=2,=+ln ,则数列的通项公式为_____________.
(2) 已知a1=1,an=n(an+1-an)(n∈N*),则数列{an}的通项公式为_____________.
(1) 对于递推关系式可转化为an+1-an=f(n)的数列,通常采用叠加法(逐差相加法)求其通项公式;
(2) 对于递推关系式可转化为=f(n)的数列,并且容易求数列{f(n)}的前n项积时,通常采用累乘法求其通项公式.
探究3 构造法求通项
例3 (1) (2025·开封期末)已知数列{an}的首项a1=3,且满足an+1=2an-1,则这个数列中的项有(  )
A. 191  B. 193
C. 1 023  D. 1 025
(2) (2025·邯郸期末)已知数列{an}满足a1=3,当n≥2时,an-3an-1=3n,则数列{an}的通项公式为an=____________.
(3) 已知数列{an}满足a1=1,an+1=(n∈N*),则数列{an}的通项公式为an=____________.
(4) 已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,Sn+1=4an+2,则an=____________.
(1) 形如an+1=can+d(c≠0,c≠1,a1=a),等式两边同时加上;
(2) 形如an+1=pan+qn(其中q是常数,且n≠0,1),先两边同时除以qn;
(3) 形如an+1=pan+kn+b(其中k,b是常数,且k≠0),用待定系数法;
(4) 形如an+2=pan+1+qan(其中p,q均为常数),用待定系数法构造{an+1+λan};
(5) 形如 an+1=,先取倒数,再构造.
随堂内化及时评价
1. 若数列{an}满足a1=1,=,则a20=_____________.
2. 已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且an和Sn满足2=an+1(n=1,2,3,…),则{an}的通项公式为____________.
3. 已知数列{an}满足a1=1,a2=2,an+2-2an+1+an=,则a100=____________.
4. 已知数列{an}满足2an+1=6an+7,a1=1,则an=____________.
配套新练案
一、 单项选择题
1. 在数列{an}中,a1=-,an=1-(n>1),则a100等于(  )
A. 5  B. -
C.   D. -
2. 若数列{an}满足an=4an-1+3(n≥2)且a1=0,则此数列的第5项是(  )
A. 15   B. 255
C. 16   D. 63
3. 若数列{an}满足a1+++…+=1-,则an等于(  )
A. 1-  B.
C.   D.
4. 在数列{an}中,a1=1,an+1-an=2n-1,则a1+a2+…+a9等于(  )
A. 958   B. 967
C. 977   D. 997
二、 多项选择题
5. 设Sn是数列{an}的前n项和,a1=1,an+1+SnSn+1=0,则下列说法正确的有(  )
A. 数列{an}的前n项和为Sn=
B. 数列为递增数列
C. 数列{an}的通项公式为an=-
D. 数列{an}的最大项为a1
6. (2025·厦门期末)若数列满足a1=1,an+1=qan+1,则(  )
A. 当q=2时,a3=7
B. 当q=2时,an=2n-1
C. 当q=-1时,a2 005=0
D. 当q=-1时,a1+a2+…+a10=5
三、 填空题
7. 在数列{an}中,已知a1=1,an+1=,n∈N*,则数列{an}的通项公式为_____________.
8. 设{an}是首项为1的正项数列,且(n+2)a-na+2an+1an=0(n∈N*),则数列{an}的通项公式为an=____________.
四、 解答题
9. 已知在数列{an}中,a1=1,a2=3,且an+2+3an=4an+1,设bn=an+1-an,n∈N*.
(1) 求数列{bn}的通项公式;
(2) 求数列{an}的通项公式.
10. (2021·新高考Ι卷)记Sn为数列的前n项和,已知a1=1,是公差为的等差数列.
(1) 求数列的通项公式;
(2) 求证:++…+<2.微专题1 由递推公式求数列通项的方法
典例剖析素养初现
探究1 利用an=Sn-Sn-1求通项
例1 (1) 已知正项数列的前n项和为Sn,且an=1-2Sn(n∈N*),则数列{an}的通项公式为__an=_.
【解析】由an=1-2Sn①,得an+1=1-2Sn+1②,②-①,得an+1-an=-2an+1,即3an+1=an,所以=,所以数列{an}是公比为的等比数列. 又因为a1=1-2S1=1-2a1,所以a1=,所以an=·=.
(2) 已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+1-2Sn=Sn-2Sn-1(n≥2),a1=2,a2=4,则数列{an}的通项公式为__an=2n_.
【解析】因为Sn+1-2Sn=Sn-2Sn-1(n≥2),所以Sn+1-Sn=2Sn-2Sn-1=2(Sn-Sn-1)(n≥2),所以an+1=2an(n≥2).又因为a2=4=2a1,所以数列{an}是以2为首项,2为公比的等比数列,故数列{an}的通项公式为an=2n.
(3) 已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足++…+=1-,则数列{an}的通项公式为__an=2n-1(n∈N*)_.
【解析】因为数列{an}满足++…+=1-,所以当n≥2时,++…+=1-,两式相减可得=(n≥2).因为=1-=符合上式,所以=(n∈N*),故Sn=2n-1.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=2n-2n-1=2n-1;当n=1时,a1=S1=1,符合上式,所以数列{an}的通项公式为an=2n-1(n∈N*).
(1) 利用an=求通项时,要注意检验n=1时的情况;
(2) 已知数列的前n项和Sn的相关条件,求数列通项公式的基本思路有两个:①将和Sn转化为项an,即利用an=Sn-Sn-1将和转化为项;②将条件看作是数列{Sn}的递推公式,先求出Sn,然后题目即转化为已知数列的前n项和Sn,求数列的通项公式an.
探究2 叠加法、叠乘法求通项
例2 (1) 在数列{an}中,a1=2,=+ln ,则数列的通项公式为__an=2n+n_ln_n_.
【解析】由题意得=+ln ,则=+ln ,=+ln ,…,=+ln ,由累加法得=+ln +ln +…+ln ,即=a1+ln =2+ln n,所以an=2n+n ln n.
(2) 已知a1=1,an=n(an+1-an)(n∈N*),则数列{an}的通项公式为__an=n_.
【解析】由an=n(an+1-an)(n∈N*),得(n+1)·an=nan+1(n∈N*),即=(n∈N*),则=,=,=,…,=,由累乘法可得=n.又因为a1=1,所以an=n.
(1) 对于递推关系式可转化为an+1-an=f(n)的数列,通常采用叠加法(逐差相加法)求其通项公式;
(2) 对于递推关系式可转化为=f(n)的数列,并且容易求数列{f(n)}的前n项积时,通常采用累乘法求其通项公式.
探究3 构造法求通项
例3 (1) (2025·开封期末)已知数列{an}的首项a1=3,且满足an+1=2an-1,则这个数列中的项有( D )
A. 191  B. 193
C. 1 023  D. 1 025
【解析】因为an+1=2an-1,所以an+1-1=2(an-1),所以是以a1-1=2为首项,2为公比的等比数列,所以an-1=2n,即an=2n+1.对于A,令an=2n+1=191,解得n=log2190 N*,故A错误;对于B,令an=2n+1=193,解得n=log2192 N*,故B错误;对于C,令an=2n+1=1 023,解得n=log21 022 N*,故C错误;对于D,令an=2n+1=1 025,解得n=log21 024=10,是第10项,故D正确.
(2) (2025·邯郸期末)已知数列{an}满足a1=3,当n≥2时,an-3an-1=3n,则数列{an}的通项公式为an=__n·3n_.
【解析】因为当n≥2时,an-3an-1=3n,两边同时除以3n得-=1,则数列是首项为=1,公差为1的等差数列,所以=n,即an=n·3n.
(3) 已知数列{an}满足a1=1,an+1=(n∈N*),则数列{an}的通项公式为an=___.
【解析】因为an+1=(n∈N*),所以==1+,所以+1=2.因为a1=1,所以是以2为首项,2为公比的等比数列,所以+1=2n,所以an=.
(4) 已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,Sn+1=4an+2,则an=__n·2n_.
【解析】由题意得S2=4a1+2,所以a1+a2=4a1+2,解得a2=8.又因为an+2=Sn+2-Sn+1=4an+1-4an,所以an+2-2an+1=2(an+1-2an),因此数列{an+1-2an}是以a2-2a1=4为首项,2为公比的等比数列,故an+1-2an=4×2n-1=2n+1,于是-=1,因此数列是以1为首项,1为公差的等差数列,故=1+(n-1)=n,所以an=n·2n.
(1) 形如an+1=can+d(c≠0,c≠1,a1=a),等式两边同时加上;
(2) 形如an+1=pan+qn(其中q是常数,且n≠0,1),先两边同时除以qn;
(3) 形如an+1=pan+kn+b(其中k,b是常数,且k≠0),用待定系数法;
(4) 形如an+2=pan+1+qan(其中p,q均为常数),用待定系数法构造{an+1+λan};
(5) 形如 an+1=,先取倒数,再构造.
随堂内化及时评价
1. 若数列{an}满足a1=1,=,则a20=__2_.
【解析】由题意,数列{an}满足a1=1,=,可得a20=×××…×××a1=×××…×××=2.
2. 已知正项数列{an}的前n项和为Sn,且an和Sn满足2=an+1(n=1,2,3,…),则{an}的通项公式为__an=2n-1_.
【解析】当n=1时,2=2=a1+1,解得a1=1;当n≥2且n∈N*时,4Sn=(an+1)2,4Sn-1=(an-1+1)2,两式相减得4an=4Sn-4Sn-1=(an+1)2-(an-1+1)2=a+2an-a-2an-1,整理可得(an+an-1)(an-an-1-2)=0.又因为an>0,所以an-an-1-2=0,即an-an-1=2,所以数列{an}是以1为首项,2为公差的等差数列,所以an=1+2(n-1)=2n-1.
3. 已知数列{an}满足a1=1,a2=2,an+2-2an+1+an=,则a100=___.
【解析】由已知得(an+2-an+1)-(an+1-an)=,所以数列{an+1-an}为等差数列,an+1-an=(a2-a1)+(n-1)=,所以an-an-1=,…,a3-a2=,a2-a1=1,所以(an-an-1)+…+(a3-a2)+(a2-a1)=×(2+3+…+n),所以an=(n≥2).当n=1时,an=1也满足上式,所以a100=.
4. 已知数列{an}满足2an+1=6an+7,a1=1,则an=__·3n-1-_.
【解析】由已知可得an+1=3an+,设an+1+x=3(an+x),则an+1=3an+2x,所以2x=,可得x=,所以an+1+=3,且a1+=.由题意可知,对任意的n∈N*,an+≠0,则=3,所以数列为等比数列,且该数列的首项为,公比为3,所以an+=·3n-1,因此an=·3n-1-.
配套新练案
一、 单项选择题
1. 在数列{an}中,a1=-,an=1-(n>1),则a100等于( B )
A. 5  B. -
C.   D. -
【解析】因为a1=-,an=1-(n>1),所以a2=1-=5,a3=1-=,a4=1-=1-=-,所以数列{an}是以3为周期的周期数列.因为100=33×3+1,所以a100=a1=-.
2. 若数列{an}满足an=4an-1+3(n≥2)且a1=0,则此数列的第5项是( B )
A. 15   B. 255
C. 16   D. 63
【解析】因为an=4an-1+3(n≥2),所以an+1=4(an-1+1)(n≥2),所以{an+1}是以1为首项,4为公比的等比数列,所以an+1=4n-1,所以an=4n-1-1,所以a5=44-1=255.
3. 若数列{an}满足a1+++…+=1-,则an等于( D )
A. 1-  B.
C.   D.
【解析】由a1+++…+=1-①,当n≥2时,a1+++…+=1-②,则①-②得=-=,故an=(n≥2). 当n=1时,a1=符合an=,故an=.
4. 在数列{an}中,a1=1,an+1-an=2n-1,则a1+a2+…+a9等于( C )
A. 958   B. 967
C. 977   D. 997
【解析】因为a1=1,an+1-an=2n-1,则an-an-1=2n-1-1,…,a2-a1=21-1,上述式子累加得an-a1=(21+22+…+2n-1)-(n-1)=-(n-1)=2n-n-1,所以an=2n-n-1+1=2n-n,所以Sn=a1+a2+…+an=21-1+22-2+…+2n-n=-=2n+1-2-,所以S9=29+1-2-=210-2-45=1 024-47=977.
二、 多项选择题
5. 设Sn是数列{an}的前n项和,a1=1,an+1+SnSn+1=0,则下列说法正确的有( ABD )
A. 数列{an}的前n项和为Sn=
B. 数列为递增数列
C. 数列{an}的通项公式为an=-
D. 数列{an}的最大项为a1
【解析】由an+1+SnSn+1=0,得Sn+1-Sn=-SnSn+1,所以-=-1,即-=1.而==1,所以数列是以1为首项,以1为公差的等差数列,则=1+(n-1)×1=n,Sn=,故A,B正确.当n≥2时,an=Sn-Sn-1=-==-,所以an=所以数列{an}的最大项为a1,故C错误,D正确.
6. (2025·厦门期末)若数列满足a1=1,an+1=qan+1,则( ABD )
A. 当q=2时,a3=7
B. 当q=2时,an=2n-1
C. 当q=-1时,a2 005=0
D. 当q=-1时,a1+a2+…+a10=5
【解析】当q=2时,an+1=2an+1,所以a2=2a1+1=3,a3=2a2+1=7,故A正确;由an+1=2an+1得an+1+1=2an+1+1=2(an+1),所以数列是以a1+1=2为首项,以2为公比的等比数列,所以an+1=2n,an=2n-1,故B正确;当q=-1时,an+1=-an+1,所以a2=-a1+1=0,a3=-a2+1=1,a4=-a3+1=0,以此类推,当n为奇数时,an=1,当n为偶数时,an=0,从而a2 005=1,故C错误;由an+1=-an+1得an+1+an=1,所以a1+a2+…+a10=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a9+a10)=5,故D正确.
三、 填空题
7. 在数列{an}中,已知a1=1,an+1=,n∈N*,则数列{an}的通项公式为__an=_.
【解析】由题意知an+1=,得-=n,则-=n-1,…,-=2,-=1,由累加法可得-+-+…+-=1+2+…+n-1=(n≥2),所以-=,即=(n≥2),an=(n≥2).当n=1时,a1=1也符合上式,所以an=.
8. 设{an}是首项为1的正项数列,且(n+2)a-na+2an+1an=0(n∈N*),则数列{an}的通项公式为an=___.
【解析】由(n+2)a-na+2an+1an=0(n∈N*),得[(n+2)an+1-nan](an+1+an)=0.因为an>0,所以an+1+an>0,所以(n+2)an+1-nan=0,所以=,所以an=a1····…·=1××××…××=(n≥2).又因为a1=1也满足上式,所以an=.
四、 解答题
9. 已知在数列{an}中,a1=1,a2=3,且an+2+3an=4an+1,设bn=an+1-an,n∈N*.
(1) 求数列{bn}的通项公式;
【解答】因为an+2+3an=4an+1,n∈N*,所以an+2-an+1=3(an+1-an).因为bn=an+1-an,所以bn+1=3bn,而b1=a2-a1=2,所以数列{bn}是以2为首项,3为公比的等比数列,所以bn=2×3n-1,n∈N*.
(2) 求数列{an}的通项公式.
【解答】因为bn=an+1-an,所以an=(an-an-1)+…+(a2-a1)+a1=bn-1+…+b1+a1=+1=3n-1.
10. (2021·新高考Ι卷)记Sn为数列的前n项和,已知a1=1,是公差为的等差数列.
(1) 求数列的通项公式;
【解答】因为=1,是公差为的等差数列,所以=1+(n-1)=,所以Sn=.当n≥2时,Sn-1=,所以an=Sn-Sn-1=-,整理得(n-1)an=(n+1)an-1,即=,所以an=a1×××…××=1×××…××=,显然对于n=1也成立,所以an=.
(2) 求证:++…+<2.
【解答】由(1)知==2,所以++…+=2++…+=2-<2.(共35张PPT)
第四章
数列
微专题1 由递推公式求数列通项的方法
典例剖析 素养初现
1
利用an=Sn-Sn-1求通项
【解析】
探究
1
(2) 已知数列{an}的前n项和为Sn,且Sn+1-2Sn=Sn-2Sn-1(n≥2),a1=2,a2=4,则数列{an}的通项公式为_________.
【解析】
因为Sn+1-2Sn=Sn-2Sn-1(n≥2),所以Sn+1-Sn=2Sn-2Sn-1=2(Sn-
Sn-1)(n≥2),所以an+1=2an(n≥2).又因为a2=4=2a1,所以数列{an}是以2为首项,2为公比的等比数列,故数列{an}的通项公式为an=2n.
an=2n
【解析】
an=2n-1(n∈N*)
(2) 已知数列的前n项和Sn的相关条件,求数列通项公式的基本思路有两个:①将和Sn转化为项an,即利用an=Sn-Sn-1将和转化为项;②将条件看作是数列{Sn}的递推公式,先求出Sn,然后题目即转化为已知数列的前n项和Sn,求数列的通项公式an.
2
叠加法、叠乘法求通项
【解析】
探究
2
an=2n+n ln n
(2) 已知a1=1,an=n(an+1-an)(n∈N*),则数列{an}的通项公式为________.
【解析】
an=n
(1) 对于递推关系式可转化为an+1-an=f(n)的数列,通常采用叠加法(逐差相加法)求其通项公式;
   (1) (2025·开封期末)已知数列{an}的首项a1=3,且满足an+1=2an-1,则这个数列中的项有 (  )
A. 191  B. 193
C. 1 023  D. 1 025
3
构造法求通项
【解析】
D
探究
3
(2) (2025·邯郸期末)已知数列{an}满足a1=3,当n≥2时,an-3an-1=3n,则数列{an}的通项公式为an=________.
【解析】
n·3n
【解析】
(4) 已知数列{an}的前n项和为Sn,且a1=2,Sn+1=4an+2,则an=________.
【解析】
n·2n
随堂内化 及时评价
【解析】
【解析】
an=2n-1
【解析】
【解析】
4. 已知数列{an}满足2an+1=6an+7,a1=1,则an=________________.
配套新练案
【解析】
B
2. 若数列{an}满足an=4an-1+3(n≥2)且a1=0,则此数列的第5项是 (  )
A. 15   B. 255 C. 16   D. 63
B
【解析】
因为an=4an-1+3(n≥2),所以an+1=4(an-1+1)(n≥2),所以{an+1}是以1为首项,4为公比的等比数列,所以an+1=4n-1,所以an=4n-1-1,所以a5=44-1=255.
【解析】
D
4. 在数列{an}中,a1=1,an+1-an=2n-1,则a1+a2+…+a9等于 (  )
A. 958   B. 967 C. 977   D. 997
【解析】
C
【解析】
【答案】ABD
【解析】
【答案】ABD
【解析】
【解析】
四、 解答题
9. 已知在数列{an}中,a1=1,a2=3,且an+2+3an=4an+1,设bn=an+1-an,n∈N*.
(1) 求数列{bn}的通项公式;
【解答】
因为an+2+3an=4an+1,n∈N*,所以an+2-an+1=3(an+1-an).因为bn=an+1-an,所以bn+1=3bn,而b1=a2-a1=2,所以数列{bn}是以2为首项,3为公比的等比数列,所以bn=2×3n-1,n∈N*.
(2) 求数列{an}的通项公式.
【解答】
9. 已知在数列{an}中,a1=1,a2=3,且an+2+3an=4an+1,设bn=an+1-an,n∈N*.
【解答】
【解答】
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