一階線性遞推數列主要有如下幾種形式:
1、
這類遞推數列可透過累加法而求得其通項公式(數列{f(n)}可求前n項和).
當爲常數時,透過累加法可求得等差數列的通項公式.而當爲等差數列時,則爲二階等差數列,其通項公式應當爲形式,注意與等差數列求和公式一般形式的區別,後者是,其常數項一定爲0.
2、
這類遞推數列可透過累乘法而求得其通項公式(數列{g(n)}可求前n項積).
當爲常數時,用累乘法可求得等比數列的通項公式.
3、
這類數列通常可轉化爲,或消去常數轉化爲二階遞推式.
例1已知數列中,,求的通項公式.
解析:解法一:轉化爲型遞推數列.
∵∴又,故數列{}是首項爲2,公比爲2的等比數列.∴,即.
解法二:轉化爲型遞推數列.
∵=2xn-1+1(n≥2)①∴=2xn+1②
②-①,得(n≥2),故{}是首項爲x2-x1=2,公比爲2的等比數列,即,再用累加法得.
解法三:用迭代法.
當然,此題也可用歸納猜想法求之,但要用數學歸納法證明.
例2已知函數的反函數爲
求數列的通項公式.
解析:由已知得,則.
令=,則.比較係數,得.
即有.∴數列{}是以爲首項,爲公比的等比數列,∴,故.
評析:此題亦可採用歸納猜想得出通項公式,而後用數學歸納法證明之.
(4)
若取倒數,得,令,從而轉化爲(1)型而求之.
(5)
這類數列可變換成,令,則轉化爲(1)型一階線性遞推公式.
例3設數列求數列的通項公式.
解析:∵,兩邊同除以,得.令,則有.於是,得,∴數列是以首項爲,公比爲的等比數列,故,即,從而.
例4設求數列的通項公式.
解析:設用代入,可解出.
∴是以公比爲-2,首項爲的等比數列.
∴
即.
(6)
這類數列可取對數得,從而轉化爲等差數列型遞推數列.
二、可轉化爲等差、等比數列或一些特殊數列的二階遞推數列
例5設數列求數列的通項公式.
解析:由可得
設
故即用累加法得
或
例6在數列求數列的通項公式.
解析:可用換元法將其轉化爲一階線性遞推數列.
令使數列是以 爲公比的等比數列(待定).
即∴對照已給遞推式, 有即的兩個實根.
從而
∴①
或②
由式①得由式②得.
消去.
例7在數列求.
解析:由①,得②.
式②+式①,得,從而有.∴數列是以6爲其週期.故==-1.
三、特殊的n階遞推數列
例8已知數列滿足,求的通項公式.
解析:∵ ①
∴ ②
②-①,得.∴故有
將這幾個式子累乘,得
又
例9數列{}滿足,求數列{}的同項公式.
解析:由 ①,得 ②.
式①-式②,得,或,故有.
∴,.
將上面幾個式子累乘,得,即.
∵也滿足上式,∴