Thông tin tài liệu
www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam TÌM SỐ HẠNG TỔNG QUÁT CỦA DÃY SỐ BẰNG PHƢƠNG PHÁP SAI PHÂN I-Phƣơng trình sai phân bậc nhất: x0 const Tìm số hạng tổng quát dãy số? ax n+1 bxn Dạng 1: Cho dãy số {xn} : n b b b Từ công thức truy hồi ta có : xn xn1 xn2 x0 a a a n b Khi công thức tổng quát (CTTQ) dãy số xác định : xn x0 a x Thí dụ : Cho dãy số {xn} xác định : xn 1 3xn , n Tìm số hạng tổng quát dãy số Giải: Từ cơng thức truy hồi ta có : xn 3xn1 32 xn2 3n x0 hay xn 5.3n x0 , với Pk (n) đa thức bậc k n ax n+1 bxn Pk (n) Dạng 2: Cho dãy số {xn} : Tìm số hạng tổng quát dãy số ? b a Giải: Xét phương trình đặc trưng : a b * Đối với dạng ta xét thêm giá trị xn gọi nghiệm riêng phương trình sai phân * Khi số hạng tổng quát dãy xác định : xn c. n xn Trong nghiệm * riêng xn xác định sau : * Nếu a + b ≠ nghiệm riêng xn Qk (n) thay vào phương trình ta được: a.Qk (n 1) b.Qk (n) Pk (n) Đồng hệ số ta tìm Qk (n) * Nếu a + b = nghiệm riêng xn n.Qk (n) thay vào phương trình ta được: a(n 1).Qk (n 1) bn.Qk (n) Pk (n) Đồng hệ số ta tìm n.Qk (n) x Thí dụ 1: Cho dãy số {xn} : Tìm số hạng tổng quát xn xn 1 xn 3n 4n , n Giải: Xét phương tình đặc trưng * * Ta có : a + b = – = -1 ≠ nên nghiệm riêng pt có dạng : xn an2 bn c Thay xn vào pt, ta : a(n 1)2 b(n 1) c 2an2 2bn 2c 3n2 4n an2 (2a b)n a b c 3n2 4n Đồng hệ số hai vế ta : a a 3 2a b b 10 a b c c 18 * xn 3n 10n 18 CTTQ số hạng dãy : xn c.2n 3n2 10n 18 Từ x0 c 18 c 25 Suy xn 25.2n 3n2 10n 18 x0 Tìm CTTQ xn xn 1 xn 4n , n Thí dụ 2: Cho dãy số {xn} : Giải: Xét phương trình đặc trưng 1 Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam * * Ta có : a + b = – = nên nghiệm riêng pt có dạng xn n(an b) an2 bn xn vào pt, ta : a(n 1)2 b(n 1) an2 bn 4n 2an a b 4n Đồng hệ số hai vế ta : 2a a * xn 2n2 3n a b b Số hạng tổng quát dãy có dạng : xn c 2n2 3n Từ x0 c Suy xn 2n2 3n x0 ax n+1 bxn d (d const) , n Dạng 3: Cho dãy số {xn} : b n d 1 n a b xn x0 Khi số hạng tổng quát dãy số : b a a 1 a xn x0 nd neu a b neu a b x0 Tìm CTTQ xn xn 1 xn , n Thí dụ 1: Cho dãy số {xn} : Giải: Từ công thức truy hồi ta có : xn xn1 xn2 2.6 xn3 3.6 x0 6n hay xn 6n x0 Tìm CTTQ xn xn 1 xn , n Thí dụ 2: Cho dãy số {xn} : Giải: Từ cơng thức truy hồi, ta có : xn xn 1 8 xn 2 82.xn 2 8 1 82.xn 2 82 8n 8n.x 4 1 1 Suy xn 3.8n 8n 1 25 n 7 x Dạng 4: Cho dãy số {xn} : Tìm CTTQ xn n axn 1 bxn d , n b Giải: Xét phương trình đặc trưng : a b q a * Nếu nghiệm riêng phương trình xn c. n thay vào pt, ta : a.c. n 1 d d n d n * b.c. d c xn a b a b a q n n * Số hạng tổng quát dãy : xn c1.q n xn c1.q n b qa d n a q n d d d d n d n qn c1 x0 xn x0 q x0 q n a( q) a( q) a( q) a( q) a q * Nếu nghiệm riêng phương trình xn cn n thay vào pt, ta : d d d ac(n 1) n1 bcn n d n c (do q ) a(n 1) bn a(n 1) aqn aq Từ x0 c1 Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam * Suy xn dnq n dnq n1 aq a dnq n 1 Số hạng tổng quát dãy : xn c1.q x c1.q a dnq n 1 Từ x0 c1 xn x0 q n a d qn n neu q a q n Vậy từ ta có : xn x0 q d nq n 1 neu q a n * n n x Thí dụ 1: Cho dãy số {xn} : n xn 1 3xn 2.5 , n Tìm CTTQ xn b a Ta có : q ; d ; Vì q nên ta có số hạng tổng quát dãy : d qn n 3n 5n xn x0 q n 5.3n 4.3n 5n a q 35 x Thí dụ 2: Cho dãy {xn} : Tìm CTTQ xn n xn 1 3xn 5.3 , n b Ta có: q ; ; d Vì q nên ta có số hạng tổng quát dãy : a d xn x0 q n nq n 1 2.3n 5n.3n 1 (5n 6).3n 1 a x Dạng 5: Cho dãy số {xn} : Xác định n n n (1) , n axn 1 bxn d11 d 2 d k k sô hạng tổng quát dãy *1 Gọi xn nghiệm riêng phương trình axn1 bxn d11n *2 n xn nghiệm riêng phương trình axn1 bxn d2 *k xn nghiệm riêng phương trình axn1 bxn dk kn * *1 *2 * Khi nghiệm riêng phương trình (1) xn xn xn xnk b * Khi số hạng tổng quát xn c. n xn a x Thí dụ: Cho dãy {xn} : Tìm CTTQ xn n n xn 1 xn 3.2 5.7 (*) , n Giải: Xét phương trình đặc trưng : *1 Do 1 nên nghiệm riêng xn d1n.2n , thay vào phương trình, ta : *1 d1 (n 1).2n1 2d1n.2n 3.2n d1 xn 3n.2n1 *2 Do nên nghiệm riêng xn d2 7n , thay vào phương trình, ta : *2 d2 7n1 2d2 7n 5.7n d2 xn 7n *1 *2 Số hạng tổng quát xn c.2n xn xn c.2n 3n.2n1 7n Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam Từ x0 c c Suy xn 2n 3n.2n1 7n x Dạng 6: Cho dãy số {xn} : n axn 1 bxn Pk (n) d , n *1 Ta gọi xn nghiệm riêng axn1 bxn Pk (n) Tìm CTTQ xn *2 xn nghiệm riêng axn1 bxn d n *1 *2 Công thức tổng quát dãy số xác định xn c. n xn xn Từ giá trị x0 ta tìm giá trị c x Thí dụ: Cho dãy số {xn} : n xn 1 xn 3n 2.3 , n Giải: Xét Phương trình đặc trưng : Tìm CTTQ xn *1 *1 Gọi xn nghiệm riêng phương trình xn1 5xn 3n xn n 11 16 *2 *2 xn nghiệm riêng phương trình xn1 5xn 2.3n xn 3n 11 * Số hạng tổng quát dãy cho bởi: xn c. n xn c.5n n 3n 16 11 75 75 11 Từ x0 c c Suy xn 5n n 3n 16 16 16 16 II-Phƣơng trình sai phân bậc hai: Dạng 1: Dạng có phương trình đặc trưng bậc hai tồn nghiệm thực x0 ; x1 Tìm CTTQ xn axn bxn 1 cxn , n Cho dãy số {xn} : Xét phương trình đặc trưng a b c (1) Phương trình (1) có nghiệm 1 ; 2 (1 2 ) số hạng tổng qt có dạng : xn c1.1n c2 2n Từ x0 ; x1 ta tìm c1 c2 Phương trình (1) có nghiệm 1 2 số hạng tổng quát có dạng : xn (c1 nc2 ). n Từ x0 ; x1 ta tìm c1 c2 x0 2; x1 Tìm CTTQ xn xn xn 1 xn , n Thí dụ 1: Cho dãy {xn} : Giải: Xét phương trình đặc trưng 5 1 2 Số hạng tổng quát dãy có dạng xn c1.2n c2 3n x0 c1 c2 c Suy xn 2n 3n 2c1 3c2 c2 x1 Từ x0 3; x1 10 Tìm CTTQ xn xn xn 1 xn , n Thí dụ 2: Cho dãy {xn} : Giải: Xét phương trình đặc trưng 4 1,2 Số hạng tổng quát dãy có dạng xn (c1 nc2 ).2n x0 c c Suy xn (2n 3).2n c2 x1 10 2(c1 c2 ) 10 Từ Dạng 2: Dạng phương trình đặc trưng vơ nghiệm thực Mai Xn Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam x0 ; x1 Tìm CTTQ xn axn bxn 1 cxn , n Cho dãy số {xn} : Xét phương trình đặc trưng a b c (2) Ta có phương trình (2) khơng tồn nghiệm thực, số hạng tổng quát dãy có dạng : xn r n (c1cosn +c2 sin n ) Trong r A2 B ; arctan b B với A ; B A 2a 2a Từ hai giá trị x0 x1 ta tìm c1 c2 x ; x1 3 Thí dụ: Cho dãy số {xn} : Tìm CTTQ xn xn xn 1 16 xn , n Giải: Xét phương trình đặc trưng 2 16 co 22 16 12 Suy phương trình sai phân khơng có nghiệm thực b B 1 ; B r A2 B ; arctan 2a 2a A n n Khi số hạng tổng quát xn có dạng : xn 2n c1cos c2 sin 3 c1 x0 c n n c1 c2 Suy xn 2n cos 3sin Từ 3 3 c2 x1 3 2 2 x ; x Dạng 3: Cho dãy số {xn} : Tìm CTTQ xn axn bxn 1 cxn d , n Đặt A * * Gọi xn nghiệm riêng phương trình Khi nghiệm riêng xn xác định sau: d * xn a b c a b c x* dn a b c ; 2a b n 2a b * xn n(n 1) d a b c ; 2a b 2a Xét phương trình đặc trưng, xét nghiệm phương trình đặc trưng trường hợp Kết hợp với nghiệm riêng ta có cơng thức x n x0 4 ; x1 Tìm CTTQ xn 2 xn xn 1 xn , n Thí dụ 1: Cho dãy số {xn} : d * 3 Do a+b+c ≠ nên nghiệm riêng phương trình xn a bc 25 Số hạng tổng quát dãy số : xn c1.2n c2 n c c 4 x0 4 c Suy xn 3.2n n Từ c2 x1 2c1 c2 4 Xét phương trình đặc trưng : 2 5 1 2 Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam 89 x0 5; x1 Thí dụ 2: Cho dãy số {xn} : Tìm số hạng tổng quát xn xn xn 1 xn 11, n Giải: Xét phương trình đặc trưng 7 1 2 dn 11n 11 * Do a+b+c=0 2a+b ≠ nên nghiệm riêng xn n 2a b 11 Số hạng tổng quát dãy có dạng xn c1 c2 6n n , n x0 c1 c2 c1 11 Từ Suy xn 3.6n n 11 89 89 c2 x1 c1 6c2 x 3; x1 Thí dụ 3: Cho dãy {xn} : Xác định công thức tổng quát xn xn xn 1 xn , n Giải: Xét phương trình đặc trưng 2 1,2 d 3n(n 1) 2a Số hạng tổng quát dãy : xn c1 nc2 3n(n 1) , n * Có a+b+c=0 2a+b=0 nên nghiệm riêng xn n(n 1) x0 c2 c 1 c2 x1 c1 c2 Từ Suy xn 3n2 4n , n x ; x Dạng 4: Cho dãy số {xn} : n axn bxn 1 cxn dq , n Xác định CTTQ xn * Gọi xn nghiệm riêng phương trình sai phân Khi nghiệm riêng xác * dq n xn aq bq c q 1 q 2 * ndq n 1 q 1 q 2 đinh sau : xn 2aq b * d n2 q 1 2 xn n(n 1) q 2a Xét phương trình đặc trưng, lập cơng thức nghiệm ta có cơng thức xn x ; x1 Thí dụ 1: Cho dãy số {xn} : Lập cơng thức tính xn n xn xn 1 15 xn 3.4 , n Giải: Xét phương trình đặc trưng : 8 15 1 2 dq n 3.4n 3.4n Ta có q 1 q 2 nên nghiệm riêng phương trình x aq bq c 16 32 15 n n n Số hạng tổng quát dãy : xn c1.3 c2 3.4 , n * n x0 c1 c2 c Suy xn 4.3n 5n 3.4 n , n 3c1 5c2 12 c2 x1 Từ x ; x1 Thí dụ 2: Cho dãy số {xn} : Tìm CTTQ xn n xn 11xn 1 28 xn 6.7 , n Giải: Xét phương trình đặc trưng 11 28 1 2 Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam ndq n1 6n.7n1 2n.7n1 2aq b 2.1.7 11 n n Số hạng tổng quát dãy có dạng : xn c1.4 c2 2n.7n1 * Ta có: q 2 nên nghiệm riêng phương trình xn x0 c1 c2 c 10 Suy xn 10.4n 2.7 n 2n.7 n 1 , n x1 4c1 7c2 28 c2 2 Từ x ; x1 5 Thí dụ 3: Cho dãy {xn} : n xn 10 xn 1 25 xn 2.(5) , n Giải: Xét phương trình đặc trưng 10 25 1 2 5 Tìm CTTQ xn d n2 q n(n 1).(5)n2 2a Số hạng tổng quát dãy : xn c1n c2 (5)n n(n 1).(5)n , n * Ta có q 1 2 nên nghiệm riêng phương trình xn n(n 1) Từ x0 c2 c 3 Suy xn (3n 4).(5) n n(n 1).(5) n (n 76n 100).(5) n n x1 5(c c2 ) 5 c2 x ; x Dạng 5: Cho dãy số {xn} xác định : với Pk (n) axn bxn 1 cxn Pk (n) , n đa thức bậc k theo n Xác định số hạng tổng quát dãy số * Nghiệm riêng xn cua phương trình đượ xác định sau: * xn Qk (n) a b c * xn nQk (n) a b c 2a b x* n 2Q (n) a b c 2a b k n Xác định công thức tổng quát theo trình tự bước trình bày ví dụ x 31 ; x1 60 Thí dụ : Cho dãy số {xn} : Tìm CTTQ xn n xn xn 1 10 xn 8n 12n 14, n Giải: Xét phương trình đặc trưng dãy : 7 10 1 2 * Ta có : a+b+c ≠ nên nghiệm riêng phương trình xn an2 bn c Thay vào công thức * truy hồi, tiến hành đồng hệ số ta : xn 2n2 8n 15 Số hạng tổng quát dãy : xn c1.2n c2 5n 2n2 8n 15 x0 c1 c2 15 31 c 15 Suy xn 15.2n 5n 2n2 8n 15, n x1 2c1 5c2 25 60 c2 Từ x ; x Dạng 6: Cho dãy xác định {xn} : n axn bxn 1 cxn Pk (n). , n Tìm CTTQ xn * Nghiệm riêng xn phương trình dạng xác định sau : * xn Qk (n). n 1 2 * n xn n.Qk (n). 1 2 Từ tìm cơng thức tổng quát cảu xn x* n Q (n). n k n x 5; x1 18 Thí dụ: Cho dãy {xn} : n2 xn xn 1 xn 2(3n 1).3 , n Xác định công thức xn Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam Giải: Xét phương trình đặc trưng 6 1 2 * * Ta có 1 2 nên nghiệm riêng pt xn n2 an b 3n Thay xn vào công thức truy hồi, * rút gọn đồng hệ số, ta xn n3 2n2 3n Số hạng tổng quát dãy xn (c1n c2 ).3n (n3 2n2 ).3n , n x0 c2 c Suy xn (2n 5).3n (n3 2n ).3n n3 2n 2n 3n x1 3(c1 c2 ) 18 c2 Từ Dạng 7: Cho dãy số xác định {xn} : x0 ; x1 Xác định số hạng tổng quát dãy axn bxn 1 cxn cosn + sinn , n * Đối với phương trình dạng này, nghiệm riêng có dạng : xn Acosn +Bsinn * Thay xn vào công thức truy hồi để xác định hai hệ số A B Thí dụ: Cho dãy {xn} : xác định : x0 4 ; x1 4 Tìm số hạng tổng quát dãy n n sin , n xn 3xn 1 xn cos 4 Giải: Xét phương trình đặc trưng : 3 1 2 n n * Nghiệm riêng phương trình có dạng : xn Acos B sin Thay vào công thức truy 4 hồi, ta : (n+2) (n 2) (n+1) (n 1) n n Acos B sin Acos B sin Acos B sin n n cos sin 4 Phân tích vế trái rút gọn ta : A 3B n A 3B n n n A cos A B sin cos sin B 4 2 2 A 3B B A A 1 n n * xn cos sin Đồng hệ số, ta : 4 B A A 3B A 2 n n Số hạng tổng quát dãy : xn c1 c2 2n cos sin 4 x0 c1 c2 4 c 6 n n Từ Suy xn 2n cos sin , n 4 x1 c1 2c2 4 c2 x0 ; x1 axn bxn 1 cxn d n1 d n d nk (1), n Dạng 8: Cho dãy số dạng sau { xn} : Trong d ni dạng sau : hắng số d, d n , Pk (n) , n Pk (n) , *i Khi ta gọi xn nghiệm riêng phương trình axn2 bxn1 cxn dni Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam k * Nghiệm riêng (1) xác định x xni Sau ta thiết lập cơng thức tổng * n i 1 quát thí dụ cho III-Phƣơng trình sai phân bậc ba: Loại 1: Phƣơng trình : x0 ; x1 ; x2 Xác định số hạng tổng quát axn 3 bxn cxn 1 dxn n Dạng 1: Cho dãy {xn} : xn dãy số Xét phương trình đặc trưng a b c d Phương trình có nghiệm phân biệt 1 ; 2 va 3 Khi số hạng dãy xác định : xn c1.1n c2 2n c3 3n Từ giá trị x0 ; x1 ; x2 ta xác định giá trị c1 ; c2 va c3 x0 1; x1 ; x2 Tìm CTTQ xn xn3 xn 11xn1 xn n Thí dụ: Cho dãy số {xn} : Giải: Xét phương trình đặc trưng : 6 11 1 ; 2 ; 3 Số hạng tổng quát dãy có dạng : xn c1 c2 2n c3.3n 11 c1 x0 c1 c2 c3 11 Từ x1 c1 2c2 3c3 c2 Suy xn 9.2n 3n n 2 x c 4c 9c c3 x ; x ; x Dạng 2: : Cho dãy {xn} : Xác định số hạng tổng axn 3 bxn cxn 1 dxn n quát xn dãy số Xét phương trình đặc trưng a b c d có hai nghiệm phân biệt 1 va 2 3 Khi số hạng tổng quát dãy số cho : xn c1.1n c2 n c3 n Từ giá trị x0 ; x1 ; x2 ta xác định giá trị c1 ; c2 va c3 x0 5; x1 11 ; x2 16 Tìm CTTQ dãy xn 3 11x n 32 xn 1 28 xn , n Thí dụ: Cho dãy số {xn} : Giải: Xét phương trình đặc trưng 11 32 28 1 2 3 Số hạng tổng quát dãy có dạng : xn c1.7n c2n c3 2n c1 35 x0 c1 c3 13 181 n 13 Suy xn n n Từ x1 7c1 2c2 2c3 11 c2 , n 14 35 35 14 x 49c 4c 4c 16 181 c3 35 x ; x ; x Dạng 3: Cho dãy {xn} : Xác định số hạng tổng quát axn 3 bxn cxn 1 dxn n xn dãy số Xét phương trình đặc trưng a b c d có nghiệm kép 1 2 3 Khi cơng thức nghiệm tổng quát có dạng : xn c1n2 c2n c3 n Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam Từ giá trị x0 ; x1 ; x2 ta xác định giá trị c1 ; c2 va c3 x0 ; x1 ; x2 Xác định số hạng tổng xn 3 3xn 3xn 1 xn , n Thí dụ: Cho dãy số {xn} : quát dãy Giải: Xét phương trình đặc trưng : 3 3 1 1 2 3 Số hạng tổng quát dãy có dạng : xn c1n2 c2 n c3 c1 x0 c3 9 Từ x1 c1 c2 c3 c2 Suy xn n n 3, n 2 x 4c 2c c c3 x ; x ; x Dạng 4: Cho dãy {xn} : Xác định số hạng tổng quát axn 3 bxn cxn 1 dxn n xn dãy số Xét phương trình đặc trưng a b c d có nghiệm thực hai nghiệm phức Khi số hạng tổng qt phương trình có dạng : xn c1. n c2 cosn +c3 sin n Từ giá trị x0 ; x1 ; x2 ta xác định giá trị c1 ; c2 va c3 x 3; x1 ; x2 Thí dụ: Cho dãy số {xn} : Tìm CTTQ xn xn 3 xn 22 xn 1 48 xn , n Giải: Xét phương trình đặc trưng 5 22 48 3 2 16 Phương trình sai phân bậc hai 2 16 khơng có nghiệm 2 16 VN thực nên theo thí dụ dạng phương trình sai phân bậc hai ta có số hạng tổng ' quát xn c2 cos n n n n c3 sin Vậy số hạng tổng quát xn c1.3n c2 cos c3 sin 3 3 x0 c1 c2 c c Từ x1 3c1 2 c2 c3 8 x2 9c1 2 c1 n n c2 Suy xn 3n cos sin 3 c3 , n Loại 2: Phƣơng trình khơng x0 ; x1 ; x2 axn 3 bxn cxn 1 dxn d n , n Cho dãy số dạng {xn} : Trong d n hăng số, m n , đa thức bậc k theo n Pk (n) , Ta tiến hành tìm nghiệm riêng dạng phương trình bậc trình bày IV-Phƣơng trình sai phân bậc cao Dạng 1: Phương trình : a0 xnk a1 xnk 1 ak xn Xét phương trình đặc trưng : a0 k a1 k 1 ak TH1: có k nghiệm thực phân biệt, số hạng tổng quát dãy có dạng : Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam k xn c1. c2 c3 ck ci in n n n n k i 1 TH2: Có s nghiệm , (k – s) nghiệm khác khác với s nghiệm Khi k s 1 p n số hạng tổng quát dãy có dạng : xn c p 1.n ci in i s 1 p 0 TH3: Nếu phương trình đặc trưng có nghiệm phức : x j A Bi r cos +isin r A2 B ; arctan B k – nghiệm thực khác số hạng tổng quát dãy A k 2 số có dạng : xn ci in r n c1' cosn +c'2 sin n i 1 Dạng 2: Phương trình khơng nhất: a0 xnk a1 xnk 1 ak xn bn * Ta xét thêm nghiệm riêng xn tuỳ theo dạng bn hệ số Thiết lập công thức tổng quát xn từ giả thiết V-Một số dạng đặc biệt khác thƣờng gặp dãy số kì thi Dạng 1: Phương trình sai phân dạng " Hệ phương trình sai phân tuyến tính cấp một" xn 1 axn byn yn 1 cxn dyn Cho dãy số {xn} , {yn} xác định sau : Tìm số hạng tổng quát xn yn Đưa hệ phương trình sai phân tuyến tính cập dãy {x n} {yn} : xn2 axn1 byn1 axn1 b(cxn dyn ) axn1 bcxn d ( xn1 axn ) (a d ) xn1 (bc ad ) xn yn2 cxn1 dyn1 c(axn byn ) dyn1 dyn1 bcyn a( yn1 dyn ) (a d ) yn1 (bc ad ) yn Đưa hệ dạng phương trình bản, từ ta dễ dàng tìm CTTQ số hạng dãy cho u0 2; un 1 2un n v0 1; 1 un 2vn Thí dụ: Tìm CTTQ dãy số {xn} {yn} : Giải: Ta có : un2 (a d )un1 (bc ad )un 4un1 3un u1 1 Từ đây, ta có : un n1 un 1 2un 1 3n 1 Dạng 2: Phương trình sai phân dạng phân thức tuyến tính: Tìm CTTQ dãy số có cơng thức xác định sau : x0 ; xn1 Cách 1: Đặt xk yn 1 zn 1 axn b n cxn d yk ( zk 0) Khi dãy biến đổi thành : zk yn b yn 1 ayn bzn yn (a d ) yn 1 (bc ad ) yn zn ay bzn n n yn cyn dzn zn 1 cyn dzn zn (a d ) zn 1 (bc ad ) zn c d zn a Từ công thức tổng quát {yn} {zn} ta suy CTTQ {xn} Cách 2: Đặt xn un t , thay vào công thức truy hồi dãy ta có : aun at b (a ct ) xn ct (a d )t b un 1 t cun ct d cun ct d (*) Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam Ta chọn t cho ct (d a)t b Khi ta chuyển (*) dạng : Từ ta tìm 1 m n un un 1 , suy un un u1 Thí dụ: Tìm CTTQ dãy số {un} : 9un 1 24 un 5u 13 n n 1 x Cách 1: Đặt un n , thay vào công thức truy hồi ta : yn x 9 n 1 24 xn 1 9 xn 24 yn xn xn 1 3xn xn yn 1 9 xn 1 24 yn 1 n x yn xn 1 13 yn 1 yn 1 xn 13 yn yn yn 1 yn n 1 13 yn 1 x ; x2 42 42 Ta chọn 23 y1 ; y2 23 x 22.3n 1 24 22.3n 1 24 Từ ta tìm : n Suy un n n 1 11.3 n 1 10 yn 11.3 10 Cách 2: Đặt un xn t , thay vào công thức truy hồi ta : Từ u1 u2 9 xn 9t 24 (9 5t ) xn 1 5t 22t 24 xn t xn xn 5t 13 xn 1 5t 13 Ta chọn t : 5t 22t 24 t 2 x1 xn xn1 11.3n 1 10 22.3n 1 24 5 xn un xn xn 1 xn xn 1 xn 11.3n 1 10 11.3n 1 10 Dạng 3: Hệ phương trình tuyến tính bậc 2 un un 1 a.vn 1 ; u1 Tìm CTTQ dãy số (un) (vn) xác định : vn 2un 1.un 1 ; v1 2 un u a.v un a un 1 a 1 u1 a v1 n1 a a un 1.vn 1 u av u a v u a v n n 1 n 1 1 n 2n1 2n1 1 un a a 2 n1 n1 v a a n a n 1 n 1 n1 Thí dụ: Xác định CTTQ hai dãy số {un} {vn} thoả : u1 v1 Giải: 2 un un 1 2vn 1 n vn 2un 1.vn 1 u 2v u 2v 2 un un 1 2vn 1 n n 1 n 1 n Ta có: 2vn 2un 1vn 1 un 2vn un 1 2vn 1 2 Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com a www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam un 2vn u1 2v1 u 2v u 2v n 1 n 2n1 2n1 2 2 2n1 2n1 2n1 2n1 1 un 2 2 2n1 2n1 v 2 2 n 2 Dạng 4: Dạng phân thức bậc bậc 1: x1 n Tìm CTTQ dãy {xn} : xn 1 a xn a xn 1 u Đặt xn n , dãy chuyên hai dãy {un} {vn} un u a.v vn 2un 1vn 1 n 1 n 1 ; u1 ; v1 n Khi xn un a a a 2n1 2n1 sau : a a 2n1 2n1 x1 Thí dụ: Xác định CTTQ dãy số {xn} : x2 xn n 1 n xn 1 2 u1 un un 1 2vn 1 Giải: Xét hai dãy số {un} {vn} : n vn 2un 1vn 1 v1 u Ta dễ dàng chứng minh quy nạp xn n Theo kết tốn trên, ta có : xn 2 2 2n1 n1 2 2 2n1 2n1 Dạng 5: Dạng có thức cơng thức truy hồi u1 a) Với dãy số {un} : , với a2 b ta xác định CTTQ sau: un aun 1 bu c n 2 Từ dãy truy hồi un aun1 bun1 c un 2aunun1 un1 c n 1 2 Thay n n – 1, ta un2 2aun2un1 un1 c Ta ta dễ thấy un un2 nghiệm phương trình bậc hai X 2aun1 X un1 c Theo định lý Vi-et, ta có un un2 2aun1 Từ ta dễ dàng xác định CTTQ xn b) Một cách biểu diễn khác : Cho dãy số {un} : u1 un 1 u n n a cun 1 b , 0; a ; a b ta xác định CTTQ sau : Ta viết lại công thức tổng quát dạng : a b c un un 1 un 1 Đặt xn un Ta có xn axn1 bxn21 c dãy mà ta xét u1 Thí dụ: Cho dãy số {un} : un 5un 1 24un 1 n Tìm un ? Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam Giải: Từ công thức truy hồi dãy ta có : un 5un1 24un1 (1) Thay n n – ta : 2 un2 10un2un1 un1 (2) Từ (1) (2) un2 , un hai nghiệm phương trình : Áp dụng định lý Vi-et, ta có : un un2 10un1 2 un 10unun1 un1 t 10un1t un1 n 1 n 1 Ta dễ dàng tìm un 6 Dạng 6: Công thức truy hồi bậc hai dạng phân thức u1 ; u2 Cho dãy số {un} : Tìm un ? u2 a un n 1 n un Đối với dạng từ công thức truy hồi u 3, u4, u5 Ta giả sử un xun1 yun2 z u3 xu2 yu1 z Lập hệ phương trình u4 xu3 yu2 z x, y, z u xu yu z Từ công thức truy hồi ta dễ dàng tìm cơng thức tổng qt un u1 u2 Thí dụ: Tìm CTTQ dãy số {un} : u2 un n 1 n un Giải: Ta có : u3 3; u4 11; u5 41 Ta giả sử un xun1 yun2 z u3 xu2 yu1 z x y z x Ta có hệ pt : u4 xu3 yu2 z 3x y z 11 y 1 un 4un1 un2 u xu yu z 11x y z 41 z n n 95 95 2 2 n Ta dễ dạng tìm xn 6 VI-Sử dụng lƣợng giác để tìm cơng thức tổng quát dãy số : u1 Dạng 1: Xác định công thức dãy số dạng {un} : un 2un 1 n Nếu u1 : ta đặt u1 cos Khi ta có : ta làm sau : un cos2n-1 1 Nếu u1 : ta đặt u1 a a va au1 0 Khi 2 a 1 1 1 n1 u2 a a u3 a un a 2n1 2 a 2 a 2 a 2 a Với cách xác định số a, ta có a nghiệm (cùng dấu với u1) phương trình a 2u1a Do tích hai nghiệm la nên a nghiệm a nghiệm cịn lại phương trình Khi cơng thức tổng qt viết sau : 1 un u1 u12 2 u 2n1 u 1 2n1 Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam u1 Thí dụ 1: Cho dãy số {un}: Xác định CTTQ dãy {un} u 2u n n 1 n 2 2 22 Giải: Ta có u1 cos u2 2cos2 cos u3 2cos cos 3 3 n-1 Bằng quy nạp ta chứng minh un cos n u Thí dụ 2: Cho dãy số {un} : Xác định CTTQ un un 2un 1 n 1 Giải: Gọi a nghiệm lớn phương trình : a a 6a a 2 2 a 1 1 Ta có a 6a u1 a , u2 a a 2 a a 2 a k 1 k 1 Giả sử xk a 2k 1 xk 1 a 2k a a 2n1 2n1 n1 Theo nguyên lý quy nạp, ta xn a 2n1 2 2 a Thí dụ 3: Cho dãy số {xn} xác định sau : x1 5, xn1 xn n xn 1 Tìm giá trị S nlim x x .x n Giải: Chọn a nghiệm lớn phương trình x x a 21 2 1 Ta có a 5a x1 a ; x2 x12 a a a a a n1 Bằng quy nạp ta chứng minh xn a 2n1 n a k 1 2k 1 2k Chú ý a 2k 1 a 2k 1 a 2k , a a a 2n 1 a a 2n 2n a xn 1 xn 1 a a a a a ta có n 1 1 x1 x2 .xn a a 2n 2n a x1 x2 .xn a a a 1 2n xn 1 a a a 21 lim Do S nlim x x x n a a n 2n a u p Dạng 2: Tìm CTTQ dãy số {un} : , ta làm sau : un 4un 1 3un 1 n Nếu p , 0; : cos =p Khi quy nạp ta chứng minh : un cos3n-1 Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam 1 Nếu p ta đặt u1 a 2 au1 Bằng quy nạp ta chứng minh a 3 1 n1 u1 u12 un a3 3n1 hay un u1 u12 2 2 a u1 Thí dụ 1: Xác định CTTQ dãy {un} : u 4u 3u , n n 1 n n n1 n1 3 3 3 32 cos u2 4cos3 3cos cos u3 4cos3 3cos cos 4 4 4 3n-1 Bằng quy nạp ta chứng minh un cos n x Thí dụ 2: Tìm CTTQ dãy {xn} : xn xn 1 3xn 1 n Giải: Gọi a nghiệm lớn phương trình x2 14 x a Giải: Ta có u1 1 1 1 Ta có u1 a u2 a a a3 2 a 2 a 2 a 2 a n1 1 Bằng quy nạp ta dễ dàng chứng minh un a3 3n1 n 2 a 3n1 3n1 Vậy công thức tổng quát dãy : un n 2 u p Dạng 3: Cho dãy {un} : Để xác định công thức tổng quát un 4un 1 3un 1 , n ta làm sau : 1 Ta đặt u1 a Khi nạp ta chứng minh : 2 a n1 un a3 3n1 2 a 1 u1 u1 u 3n1 u 1 3n1 u1 Thí dụ : Xác định CTTQ dãy {un} : u 24u 12 6u 15u n n 1 n 1 n 1 n Đặt un xvn y Thay vào công thức truy hồi dãy, biến đổi rút gọn ta : xvn y 24 x3vn1 12 x y x vn1 24 xy xy x vn1 24 y 12 y 15 y 6 x y x Ta chọn y cho : 24 y 12 y 15 y y y 3 Khi : xvn 24 x3vn1 3xvn1 24 x2vn1 3vn1 Ta chọn x 4vn1 3vn 1 ; v1 1 2 2 3n1 2 3n1 Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam Suy un 2 6 3n1 2 3n1 n 1 u1 Dạng 4: Xác định CTTQ dãy {un} : với a un a bun 1 n ab Khi ta đặt u1 acos u a b acos a 1 2cos2 acos2 Bằng quy nạp ta ta chứng minh un acos 2n-1 n u1 Thí dụ 1: Xác định CTTQ {un} : u u n n 1 n Giải: Đặt cos , ; , : u1 2cos u 2(1 2cos2 ) 2cos2 2 Bằng quy nạp ta chứng minh un 2cos2n-1 n 1 x1 Thí dụ 2: Tìm CTTQ dãy số {xn} : 2 un 1 n xn 2 sin Giải: Ta có : u1 sin u2 Bằng quy nạp ta chứng minh : un sin 1 cos 6 sin 2.6 n 1 n Thí dụ 3: Cho a, b hai số dương không đổi thoả mãn a < b hai dãy {an} , {bn} ab a1 ; b1 ba1 xác định sau : Tìm CTTQ an bn an 1 bn 1 a ; bn anbn 1 n n a a Giải: Ta có nên ta đặt cos với 0; b b Khi : a1 a b a2 1 bcos +b b 1 cos bcos2 b1 b.bcos2 bcos 2 2 bcos bcos bcos cos b bcos cos 2 22 22 Bằng quy nạp ta chứng minh : an bcos cos 2 .cos n 2 bn bcos cos .cos 2n u1 a Dạng 5: Để tìm CTTQ dãy {un} : un 1 b n un bu n 1 Ta đặt a tan b tan , ta dễ dàng chứng minh un tan (n 1) Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam u1 Thí dụ : Cho dãy {un} : Tính giá trị u2011 un 1 n un u n 1 Giải: Ta có tan tan u1 tan tan tan Bằng quy nạp ta chứng minh : 3 8 tan tan 5 un tan (n 1) n Suy u2011 tan 2010 tan 2 8 8 3 3 3 u1 Thí dụ 2: Tìm CTTQ dãy số {un} : un 1 n un un 1 1 1 Đặt xn Giải: Ta có : , ta dãy {xn} dược xác định un un 1 un 1 un sau : x1 xn xn1 xn1 Khi đó, u2 cos Vì x1 cot x2 cot cot cot 3 2.3 sin Bằng quy nạp ta chứng minh : xn cot n 1 un tan n 1 n 1, 2,3 BÀI TẬP DÀNH CHO ĐỘC GIẢ TỰ LUYỆN Bài 1: Xác định công thức tổng quát dãy số sau : 3xn1 xn n0 a) Cho x0 1; n b) Cho x0 1; 5xn1 xn n n c) Cho x0 2; xn1 xn 2n2 n 4 xn1 xn 6n n d) Cho x0 5; xn1 xn 13 n e) Cho x0 3; 3xn1 xn 23 n f) Cho x0 4; n g) Cho x0 7; xn1 3xn 2.3 n xn1 xn 2n2 n h) Cho x0 15; n n j) Cho x0 1; x1 4; xn1 xn1 xn1 n k) Cho x0 4; x1 ; xn1 xn xn1 0; n 1 l) Cho x0 3; x1 ; xn1 xn 13xn1 i) Cho x0 ; 11xn1 xn 2.3n 4n m) Cho x0 5; x1 1; xn1 xn 3xn1 14 n 1 Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com n) o) p) q) r) s) t) u) www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam Cho x0 4; x1 3; xn1 xn 3xn1 n Cho x0 2; x1 4; xn1 xn xn1 11 n n Cho x0 1; x1 5; xn1 8xn 15n1 4.2 n Cho x0 1; x1 4; xn1 3xn xn1 3.4n n Cho x0 4; x1 2; xn1 6xn 9xn1 5.3n ; n Cho x0 1; x1 3; xn1 xn 12 xn1 (2n 3n 1).2n n Cho x0 2; x1 3; xn1 xn 10 xn1 (3n 1).5n n Cho x0 1; x1 3; xn1 8xn 16xn1 (2n2 3).4n n n n 2sin 3 n n w) Cho x0 ; x2 ; xn1 xn 5xn1 n v) Cho x0 1; x1 ; xn1 3xn xn1 3cos xn 1 xn yn yn 1 xn yn x) Cho x1 3; y1 ; y) Cho x1 2; xn1 xn xn n n n ; Bài 2: Xác định Công thức tổng quát dãy số đặc biệt sau : a) Cho x0 1; x1 ; b) Cho x0 1; x1 2; c) Cho x1 1; xn1 d) Cho u0 2; xn xn 2002 xn1 2001xn 2000 xn 1 xn xn xn2 xn1.xn xn 2 xn u1 33 ; với n n n 1 un1 3un 8un n 1 u1 e) Cho u 2 un n 1 n un 1 un , n Bài 3: Cho dãy số {un} thoả mãn sau : u0 1, u1 u 10.u u n 1 n n , n n Chứng minh k , k a) uk2 un1 10uk uk 1 8 b) 5uk uk 1 3.uk2 1 x0 1; x1 xn xn 1 xn 2 n Bài 4: Cho dãy {xn} xác định sau : Xác định số tự nhiên n cho : xn1 xn 22685 x0 1; x1 xn 1 xn xn 1 n Bài 5: Cho day {xn} xác định : Tìm nlim xn ( TH&TT T7/253) Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam 1 2 1 an Bài 6: Xét dãy {an} : a1 an 1 n 2 Chứng minh : a1 a2 a3 a2005 1,03 (TH&TT T10/335) Bài 7: Cho dãy số {an} : a0 2; an1 4an 15an 60 n Hãy xác định CTTQ an chứng minh số a2n 8 biểu diễn thành tổng bình phương số nguyên liên tiếp với n (TH&TT T6/262) Bài 8: Cho dãy số p(n) xác định sau : p(1) 1; p(n) p(1) p(2) (n 1) p(n 1) n Xác định p(n) (TH&TT T7/244) u Bài 9: Xét dãy {un} : Chứng minh với số un 3un 1 2n 9n 9n n p 1 nguyên tố p 2009 ui chia hết cho p (TH&TT T6/286) i 1 x a Bài 10: Dãy số thực {xn} : xn 1 xn n Tìm tất giá trị a để xn n (TH&TT T10/313) xn1.xn Bài 11: Dãy số {xn} : x0 1; x1 xn2 n 2002 xn1 2001xn 2000 xn 1.xn Hãy tìm CTTQ xn (TH&TT T8/298) a1 Bài 12: Cho dãy số {an} xác định sau {an} : an 1 an n 2nan 1 Tính tổng S a1 a2 a2010 Bài 13: Cho dãy số xác định : a1 1.2.3; a2 2.3.4; ; an n(n 1)(n 2) Đặt Sn a1 a2 an Chứng minh 4Sn số phương ( HSG Quốc Gia – 1991 Bảng B) Bài 15: Cho hai dãy số {an} {bn} xác định sau : a0 ; b0 2anbn an 1 a b ; bn 1 an 1bn n n n Chứng minh dãy {an} {bn} có giới hạn chung n Tìm giới hạn chung ( HSG Quốc Gia – 1993 Bảng A ngày thứ 2) Bài 16: Cho số nguyên a, b Xét dãy số nguyên {an} xác định sau : a0 a; a1 b; a2 2b a an 3 3an 3an 1 an n a) Tìm CTTQ an b) Tìm số nguyen a, b để an số phương với n 1998 (HSG Quốc Gia – 1998 Bảng B) Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam a Bài 17: Cho dãy số (an) : n Tính a ( Trung Quốc – 2004) i 1 i an an 1 18 n a0 Bài 18: Cho dãy số (an) : Chứng minh : 7a 45an 1 36 an n 1 n a) an số nguyên dương với n b) an1an số phương với n ( Trung Quốc – 2005) u1 1; u2 un Bài 19: Cho dãy số (un) : Chứng minh số un 4un 1 un 2 n phương ( Chọn đội tuyển Nghệ An – 2007 ) b0 12; b1 Bài 20: Cho dãy số (bn) : Tính b b b n n n 1 n 2007 b i 0 i ( Moldova 2007) u1 1; un n Bài 21: Cho dãy số {un} xác định sau : un 1 n un un 1 Chứng minh S u1 u2 un 1 n1 (HSG Quảng Bình 2008 – 2009) 4 Bài 22: Cho đa thức P( x) x x Pn ( x) P( P( ( P( x))) ) ( n dấu ngoặc) Tìm số nghiệm P(x) Pn(x) ? ( Dự tuyển Olympic) u0 u1 un 1 14un un 1 n Bài 23: Cho dãy số (un) xác định sau: Chúng minh với n 2un số phương ( Chọn đội tuyển Romania 2002) Trên phân nhỏ kiến thức tốn xác định cơng thức tổng quát dãy số mà lĩnh hội xin trình bày cho bạn tham khảo Mong nhân ý kiến đánh giá chân thật từ người Xin chân thành cảm ơn! Name : Mai Xuân Việt Address : Đội II – thôn Dƣơng Quang – Xã Đức Thắng – Huyện Mộ Đức – Tỉnh Quảng Ngãi Email : xuanviet15@gmail.com Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam Mai Xuân Việt – Email: xuanviet15@gmail.com – Tel : 01678336358 – 0938680277 – 0947572201 www.MATHVN.com ... sai phân dạng " Hệ phương trình sai phân tuyến tính cấp một" xn 1 axn byn yn 1 cxn dyn Cho dãy số {xn} , {yn} xác định sau : Tìm số hạng tổng quát xn yn Đưa hệ phương trình sai. .. 2 16 Phương trình sai phân bậc hai 2 16 khơng có nghiệm 2 16 VN thực nên theo thí dụ dạng phương trình sai phân bậc hai ta có số hạng tổng '' quát...www.MATHVN.com - Toan hoc Viet Nam * * Ta có : a + b = – = nên nghiệm riêng pt có dạng xn n(an b) an2 bn xn vào pt, ta : a(n 1)2 b(n 1) an2 bn 4n 2an a b 4n Đồng
Ngày đăng: 22/02/2014, 21:07
Xem thêm: PT SAI PHAN CONG THUC TONG QUAT DAY SO, PT SAI PHAN CONG THUC TONG QUAT DAY SO