特征方程求递推数列通项公式.doc
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特征方程求递推数列通项公式
一、一阶线性递推数列通项公式的研究与探索
若数列满足求数列的通项
它的通项公式的求法一般采用如下的参数法,将递推数列转化为等比数列:
设 ,
令,即,当时可得
,
知数列是以为公比的等比数列,
将代入并整理,得.
观察可发现即为方程的根
我们称方程为递推公式的特征方程,为特征方程的根。
将上述参数法类比到二阶线性递推数列能得到什么结论?
二、二阶线性递推数列通项公式的研究与探索
若数列满足设,
则, 令 ①
若方程组①有两组不同的实数解,
则,
,
即、分别是公比为、的等比数列,
由等比数列性质可得,
,
∵由上两式消去可得
.
若方程组①有两组相等的解,易证此时,则
…,
,即是等差数列,
由等差数列性质可知,
所以.
这样,我们通过参数方法,将递推数列转化为等比(差)数列,从而求得二阶线性递推数列的通项,若将方程组①消去即得,显然、就是方程的两根,我们不妨称此方程为二阶线性递推数列的特征方程,
结论:设递推公式为其特征方程为,
若方程有两相异根、,则;
若方程有两等根,则.
其中、可由初始条件确定。
例1.(1)已知数列满足,求数列的通项
(2)已知数列满足,求数列的通项
三、分式线性递推数列通项公式的研究与探索
仿照前面方法,等式两边同加参数,
则 ②
令,即 ③
记此方程的两根为,
若,将分别代入②式可得
以上两式相除得,
于是得到为等比数列,其公比为,
数列的通项可由求得;
(2)若,将代入②式可得,
考虑到上式结构特点,两边取倒数得
④
由于时方程③的两根满足,∴
于是④式可变形为
∴为等差数列,其公差为,
数列的通项可由求得.
这样,利用上述方法,我们可以把分式线性递推数列转化为等比数列或等差数列,从而求得其通项。如果我们引入分式线性递推数列()的特征方程为,即,此特征方程的两根恰好是方程③两根的相反数,于是我们又有如下结论:
分式线性递推数列(),其特征方程为,即,
1、若方程有两相异根、,则成等比数列,其公比为;
2、若方程有两等根,则成等差数列,其公差为.
例2. (1)已知数列满足,求通项.
(2)已知数列满足,求数列的通项
(3)设数列满足.
例3.(09·江西·理·22)各项均为正数的数列,,且对满足的正数都有.(1)当时,求通项;
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