不动点法求数列的通项 1 不动点法求数列的通项 记函数f(x)的定义域为D,若存在 D,使 =f( )成立,则称( , )为坐标的点为函数f(x)图象上的不动点.以此类推,在数列{an}中,an+1=f(an) (nN+),若存在 满足方程 =f( ),称 为不动点方程 =f( )的根。下面介绍的一些数列,可先求生成函数(递推式)的不动点,通过换元后,化为等比数列,再求这些数列的通项,这一方法,我们不妨称为不动点法. 一、递推式为an+1=aan+b(a 0,a 1,a,b 均为常数)型的数列 由递推式an+1=aan+b 总可变形为 an+1- =a(an- ) …………………………(1) (1) 式中的 与系数a,b 存在怎样的关系呢? 由(1)得an+1=aan+ -a ∴b= -a 即 =a +b …………………………(2) 关于 的方程(2)刚好是递推式an+1=aan+b 中的an,an+1都换成 得到的不动点方程。 令bn=an- 代入(1)得bn+1=abn 一般来说,可先求等比数列{bn}的通项,再求数列{an}的通项。 例1:在数列{an}中,已知a1=1,an+1=1-21 an (nN+),求limnan 。 解:令x=1-21 x 得x=32 an+1-32 =1-21 an-32 =-21 (an-32 ) 令bn=an-32 ,则bn+1=-21 bn ∴数列{bn}成首项为b1=a1-32 =1-32 =31 ,公比为q=-21 的等比数列,于是有 bn=31 (-21 )n-1即an-32 =31 (-21 )n-1 不动点法求数列的通项 2 ∴an=32 [1-31 (-21 )n] ∴limnan =32 二、递推式为an+1=dcabaann(c 0,a,b,c,d 为常数)型的数列 an+1- =dcabaann- =dcadbacann)(=dcacadbacann))(( 令 =-cadb可化得 =dcba …………………………(3) 关于 的方程(3)刚好是递推式an+1=dcabaann中的an,an+1都换成 后的不动点方程. 错误!当方程(3)有两个不同根1,2时,有 an+1-1=dcaacann))((11 an+1-2=dcaacann))((22 ∴2111nnaa=21caca•21nnaa 令bn=21nnaa有bn+1=21caca•bn 一般来说,可先求等比数列{bn}的通项,后求数列{an}的通项. 例2:数列{an}由a1=2,an+1=313nnaa(n≥1)给出,求limnan 。 解:令x=313xx,得x1 =1,x2 =—1,于是有 an+1- 1...