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4.2 求通项的方法

等差数列与等比数列 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 利用已知条件(如递推关系、前n项和)推导数列第n项 $a_n$ 关于 $n$ 的解析表达式的方法。

从哪来 主要建立在 2.1 递推公式的定义 和 3.1 前n项和的定义 之上,同时需要运用 1.3 数列的通项公式 的概念来验证结果。

为什么 数列往往通过“项与项之间的规律”(递推)或“部分与整体的关系”(前n项和)来定义,而非直接给出通项。求通项的本质是消元:将 $a_n$ 从依赖 $a_{n-1}$ 或 $S_n$ 的隐式关系中解出来,转化为仅依赖 $n$ 的显式函数,从而实现对任意项的直接计算。

核心逻辑:累加法(针对 $a_n - a_{n-1} = f(n)$ 型)** 适合**逻辑线性思维强、擅长代数变形**的学生。 **讲解要点
1. 识别结构:看到 $a_n = a_{n-1} + f(n)$ 或 $a_n - a_{n-1} = f(n)$,立即联想到“拆项相加”。 2. 操作演示: $$a_n - a_{n-1} = f(n)$$ $$a_{n-1} - a_{n-2} = f(n-1)$$ $$\dots$$ $$a_2 - a_1 = f(2)$$ 3. 累加消元:左边相加得 $a_n - a_1$,右边相加得 $\sum_{k=2}^n f(k)$。 4. 最终公式:$a_n = a_1 + \sum_{k=2}^n f(k)$。 口诀:“差值累加,首项打底”。
核心逻辑:累乘法(针对 $\frac{a_n}{a_{n-1}} = f(n)$ 型)** 适合**对比例关系敏感、擅长连乘运算**的学生。 **讲解要点
1. 识别结构:看到 $\frac{a_n}{a_{n-1}} = f(n)$ 或 $a_n = f(n) \cdot a_{n-1}$。 2. 操作演示: $$\frac{a_n}{a_{n-1}} = f(n)$$ $$\frac{a_{n-1}}{a_{n-2}} = f(n-1)$$ $$\dots$$ $$\frac{a_2}{a_1} = f(2)$$ 3. 连乘消元:左边分子分母交叉抵消,剩 $\frac{a_n}{a_1}$;右边为 $\prod_{k=2}^n f(k)$。 4. 最终公式:$a_n = a_1 \cdot \prod_{k=2}^n f(k)$。 口诀:“比值连乘,首项相乘”。
核心逻辑:$S_n$ 与 $a_n$ 互推(针对已知 $S_n$ 求 $a_n$)** 适合**严谨细致、重视定义域讨论**的学生。 **讲解要点
1. 核心公式:$a_n = S_n - S_{n-1}$ (当 $n \ge 2$ 时)。 2. 关键陷阱:$n=1$ 时,$S_0$ 无意义,故 $a_1 = S_1$。 3. 标准流程: - 第一步:求 $n \ge 2$ 时的 $a_n$ 表达式。 - 第二步:单独计算 $a_1 = S_1$。 - 第三步:验证 $a_1$ 是否满足 $n \ge 2$ 的公式。 - 第四步:若满足,合并写成一个式子;若不满足,写成分段函数。 口诀:“先算 $n \ge 2$,再验 $n=1$,不合则分段”。
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练一道
基础题
例题1(基础·累加法) 已知数列 $\{a_n\}$ 中,$a_1 = 1$,且 $a_n - a_{n-1} = 2n - 1$ ($n \ge 2$),求 $a_n$。
试试手自己判
检测题
已知数列 $\{a_n\}$ 满足 $a_1 = 2$,且 $a_n = 2a_{n-1} + 2$ ($n \ge 2$)。 (1) 求 $a_2, a_3$; (2) 求数列 $\{a_n\}$ 的通项公式。
看答案和判分标准
答案:(1) $a_2 = 6, a_3 = 14$ (2) $a_n = 2^{n+1} - 2$
判对标准:
1. 第(1)问计算正确得2分。
2. 第(2)问若使用累加法或构造法(如 $a_n + 2 = 2(a_{n-1} + 2)$)推导过程正确得4分。
3. 最终结果 $a_n = 2^{n+1} - 2$ 正确得4分。
4. 若仅写出 $a_n = 2^n \cdot 2 + \dots$ 等未化简形式,酌情给分,但必须等价于正确答案。
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