已知两边求角度公式_利用构造法求数列通项公式二

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方法六 利用构造法求数列通项公式二

使用情景:型如32d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg(其中34d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg为常数,且36d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg)

解题步骤:

第一步 假设将递推公式改写为38d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

第二步 由待定系数法,求出3bd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg的值;

第三步 写出数列3cd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg的通项公式;

第四步 写出数列3dd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg通项公式.

【例1】 已知数列3dd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg满足3fd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg40d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,求数列3dd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg的通项公式。

【解析】

43d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg……①

3fd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg代入①式,得

45d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,则

46d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

等式两边消去49d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,得4ad0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

解方程组4ed0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg4fd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,代入①式,得

51d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg……②

55d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg及②式,

59d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

5bd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

故数列5ed0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg为以60d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg为首项,以2为公比的等比数列,

因此62d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

63d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

【例2】 已知数列3dd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg中的67d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg分别为直线69d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg6bd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg轴、70d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg轴上的截距,且73d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,则数列3dd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg的通项公式为_____.

【解析】

由已知得:40d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg7ed0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

已知条件可化为84d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

88d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

可化为:8bd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

8cd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,解得:8ed0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

90d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,所以数列94d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg是以96d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg为首项,96d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg为公比的等比数列,则9dd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg.两边同时除以a0d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg转化为:

a2d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

即数列a4d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg是以a6d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg为首项,a9d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg为公比的等比数列,

所以abd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

add0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

b0d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg

【总结】本题主要考察的是等比数列的通项公式和根据递推数列构造等比数列,属于难题.本题两次构造等比数列,

首先设88d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,再根据已知条件84d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg确定3bd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg的值,构造数列94d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg为等比数列;

第二,根据9dd0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg,两边同时除以a0d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg得数列a4d0b651-6e4e-eb11-8da9-e4434bdf6706.svg为等比数列,从而得解.因为两次构造等比数列,做题过程中要注意认真计算,否则容易出现错误.

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开心教练有话说:

许多同学会觉得教练发的题目太简单了,但所有难的题目都是由简单的题目演化而来的,得先把这些所谓“简单”的题目搞定,才谈得上做难题,从另外一个角度来看,高考的大部分题目都是简单到中等的题目,把这些题目搞定了,基本就在120分(满分150)以上了,所以希望大家认真巩固这些基本题型,熟练掌握这些题型,才能在考试的时候留出更多的时间思考难题,让你的成绩更上一层楼,加油d4a9c122276880045bdbae2dcdf1def0.png!!!

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<think>好的,我现在需要帮助用户寻找数列公式方法。用户之前已经询问过相关的问题,现在需要更详细的解答。根据用户提供的引用资料,我需要整合不同的方法,并确保回答结构清晰,符合用户的要。 首先,我应该回顾已有的引用内容。引用[1]提到了不动点法,适用于递推数列,比如线性递推的情况。引用[2]是关于斐波那契数列解,使用了特征方程法。引用[3]提到了使用编程方法(如模板元编程)来在编译时计算数列,但用户可能需要理论方法。引用[4]则涉及公式,可能和无关,但需要确认。 用户的问题是关于数列公式的计算方法公式,所以需要整理常见的方法。常见的方法包括:观察法、累加法、累乘法、特征方程法(适用于线性递推)、不动点法(分式递推)、生成函数法、数学归纳法等。需要根据不同的递推形式选择方法。 接下来,我需要参考用户提供的引用内容,尤其是引用[1]的不动点法和引用[2]的特征方程法。例如,斐波那契数列阶线性递推,可以用特征方程解,而分式递推可能用不动点法。需要将这些方法详细说明,并给出例子,可能的话使用LaTeX公式展示。 同时,用户要生成相关问题,我需要考虑用户可能的后续问题,比如具体方法的步骤、适用条件,或者与其他方法的比较。例如,用户可能会问特征方程法适用于几阶递推,或者不动点法的具体步骤。 需要确保回答中使用正确的LaTeX格式,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$,并检查语法正确性。同时,回答结构要清晰,分点列出方法,每个方法下给出步骤和示例,最后生成相关问题。 现在需要组织内容: 1. 观察归纳法:过前几猜测,并用数学归纳法证明。例如等差数列、等比数列。 2. 累加累乘法:适用于a_{n+1} - a_n = f(n)或a_{n+1}/a_n = f(n)的形式。 3. 特征方程法:针对线性递推数列,如a_{n+2} = p*a_{n+1} + q*a_n,构建特征方程解根。 4. 不动点法:适用于分式递推,如a_{n+1} = (k*a_n + c)/(m*a_n + d),找到不动点后换元。 5. 生成函数法:构造生成函数,转化为微分方程或代数方程解。 6. 特殊数列参考:如斐波那契数列用特征方程,调和数列已知表达式等。 每个方法需要举例,比如等差数列用观察法,斐波那契用特征方程,分式递推用不动点法,并引用对应的引用资料。例如,引用[1]中的不动点法步骤,引用[2]中的斐波那契例子。 最后生成的问题要围绕这些方法的应用、比较、步骤或具体案例,如如何选择合适的方法,特征方程法的步骤,不动点法的例子等。 需要确保回答正确无误,方法描述准确,例子恰当,并且引用正确。例如,当提到不动点法时,引用[1]中的步骤;提到斐波那契数列时,引用[2]和[3]。 最后检查LaTeX格式是否正确,是否有遗漏的引用,结构是否清晰,问题是否相关。</think>### 数列公式方法详解 数列公式方法需根据递推关系的特点选择,以下是6种常用方法及其适用场景: --- #### 一、观察归纳法 **适用条件**:简单数列或存在明显规律的情况 **步骤**: 1. 列出前若干 2. 观察规律猜测 3. 数学归纳法验证 **示例**: 数列 $1,3,5,7,\cdots$ 猜测 $a_n=2n-1$,数学归纳法验证成立[^4] --- #### 、累加累乘法 **适用条件**: - 累加法:形如 $a_{n+1}-a_n=f(n)$ - 累乘法:形如 $\frac{a_{n+1}}{a_n}=f(n)$ **步骤**: 1. 累加形式:$a_n=a_1+\sum_{k=1}^{n-1}f(k)$ 2. 累乘形式:$a_n=a_1\prod_{k=1}^{n-1}f(k)$ **示例**: 递推式 $a_{n+1}-a_n=2n$,解得: $$a_n = a_1 + \sum_{k=1}^{n-1}2k = a_1 + n(n-1)$$ --- #### 三、特征方程法 **适用条件**:线性齐次递推关系(如 $a_{n+2}=p a_{n+1}+q a_n$) **步骤**: 1. 构造特征方程 $r^2=pr+q$ 2. 根后分情况: - 实根不同:$a_n=C_1 r_1^n + C_2 r_2^n$ - 重根:$a_n=(C_1 + C_2 n)r^n$ **示例**:斐波那契数列 $f(n)=f(n-1)+f(n-2)$ 特征方程 $r^2=r+1$,根 $r=\frac{1\pm\sqrt{5}}{2}$ 公式: $$f(n)=\frac{1}{\sqrt{5}}\left( \left(\frac{1+\sqrt{5}}{2}\right)^n - \left(\frac{1-\sqrt{5}}{2}\right)^n \right)$$ (特征方程法应用实例[^2][^3]) --- #### 四、不动点法 **适用条件**:分式递推 $a_{n+1}=\frac{k a_n + c}{m a_n + d}$ **步骤**: 1. 解方程 $x=\frac{kx + c}{mx + d}$ 得不动点 2. 构造新数列 $b_n=\frac{1}{a_n - \alpha}$ 等简化递推关系 3. 转化后使用其他方法解 **示例**:递推式 $a_{n+1}=\frac{2a_n + 1}{a_n + 3}$ 解得不动点 $x=1$,令 $b_n=\frac{1}{a_n -1}$,转化为线性递推关系 (不动点法原理参考[^1]) --- #### 五、生成函数法 **适用条件**:复杂递推关系或组合数列 **步骤**: 1. 设生成函数 $G(x)=\sum_{n=0}^\infty a_n x^n$ 2. 建立关于 $G(x)$ 的方程 3. 解方程后展开得 **示例**:卡特兰数满足 $C_{n+1}=\sum_{i=0}^n C_i C_{n-i}$ 过生成函数 $G(x)=xG(x)^2 +1$,解得: $$C_n=\frac{1}{n+1}\binom{2n}{n}$$ --- #### 六、特殊数列参考 1. **调和数列**:$H_n=\sum_{k=1}^n \frac{1}{k}$ 2. **平方数列**:$S_n=\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}$ 3. **立方数列**:$T_n=\left[ \frac{n(n+1)}{2} \right]^2$ (公式推导参考高斯和思想[^4]) --- ### 方法选择指南 | 递推形式 | 推荐方法 | |---------|---------| | 等差/等比 | 观察归纳法 | | 一阶线性递推 | 累加/累乘法 | | 阶线性递推 | 特征方程法 | | 分式递推 | 不动点法 | | 复杂递推 | 生成函数法 | ---
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