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3.2 递推问题综合

数列求和与递推数列 · 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 已知数列前n项和$S_n$与通项$a_n$的关系,通过代数变形求出通项公式或证明数列性质。

从哪来 核心依据是3.2 $S_n$与$a_n$的关系,结合4.2 求通项的方法进行代数变形,最终常转化为2.1 等比数列的定义或2.2 等比数列的通项公式来求解。

为什么 数列中$a_n$与$S_n$存在恒等关系$a_n = S_n - S_{n-1} (n \ge 2)$。当题目给出$S_n$与$a_n$的混合关系式(如$S_n = 2a_n - 1$)时,直接解$a_n$困难。利用该恒等式,将$n$替换为$n-1$得到另一个方程,两式相减或代入消元,即可将“和与项”的关系转化为“项与项”的递推关系,从而利用等比数列知识求解。

讲法
“消元法”:适合逻辑严密、擅长代数运算的学生 1. 写出已知关系式:$S_n = f(a_n)$。 2. 写出$n-1$时的关系式:$S_{n-1} = f(a_{n-1})$ (注意$n \ge 2$)。 3. 利用$a_n = S_n - S_{n-1}$,将两式相减,消去$S_n$和$S_{n-1}$,得到$a_n$与$a_{n-1}$的递推式。 4. 单独计算$n=1$时的$a_1$,验证是否符合递推式。 5. 若递推式为$a_n = q a_{n-1}$,则判定为等比数列,利用2.2 等比数列的通项公式求解。
讲法
“构造法”:适合直觉敏锐、喜欢寻找规律的学生 1. 观察$S_n$与$a_n$的关系,尝试将$S_n$全部用$a_n$表示,或者将$a_n$用$S_n$表示。 2. 重点观察系数。例如$S_n = 2a_n - 1$,移项得$2a_n - S_n = 1$。 3. 尝试构造新数列$b_n = a_n + k$或$b_n = S_n + k$,使其满足$b_n = q b_{n-1}$的形式。 4. 通过待定系数法确定$k$,从而将原问题转化为标准的等比数列问题(引用2.1 等比数列的定义)。 5. 求出$b_n$后再还原为$a_n$。
讲法
“特值验证+归纳法”:适合基础薄弱、需要建立信心的学生 1. 先算出前几项:令$n=1$,由$S_1=a_1$求出$a_1$;令$n=2$,由$S_2=a_1+a_2$及已知关系求出$a_2$;同理求$a_3$。 2. 观察$a_1, a_2, a_3$的数值规律,猜测是否为等比数列(引用2.1 等比数列的定义)。 3. 若猜测成立,再回头用代数方法(讲法A)进行严谨推导证明。 4. 这种方法能让学生先看到结果,降低对复杂代数变形的恐惧感。
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练一道
基础题
已知数列$\{a_n\}$的前$n$项和为$S_n$,且$S_n = 2a_n - 1$,求$a_n$。
变式
已知数列$\{a_n\}$的前$n$项和为$S_n$,且$2S_n = 3a_n - 3$,求$a_n$。
试试手自己判
检测题
已知数列$\{a_n\}$的前$n$项和为$S_n$,且满足$S_n = \frac{3}{2}a_n - \frac{1}{2}$,求数列$\{a_n\}$的通项公式。
看答案和判分标准
答案:$a_n = 3^{n-1}$
判对标准:
1. 正确求出$a_1 = 1$(1分)。
2. 正确列出$n \ge 2$时的递推式$a_n = 3a_{n-1}$(2分)。
3. 正确判定为等比数列并写出通项公式$a_n = 3^{n-1}$(2分)。
4. 若未验证$n=1$是否符合通项公式,扣1分。
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