套路

取倒数化递推

形如 an+1=an(1−kan)a_{n+1}=a_n(1-ka_n) 或 an+1=an/(1+kan)a_{n+1}=a_n/(1+ka_n) 的递推,取倒数后往往变成「每步涨一个几乎固定的量」,即近似等差。

什么时候想到它

递推式里 an+1a_{n+1} 是 ana_n 的分式或含 an2a_n^2 的多项式,直接求通项无望;但如果倒数能整理成加法,问题立刻变简单。两类最常见:

an+1=an1+kan ⟹ 1an+1=1an+k(正好是等差)a_{n+1}=\frac{a_n}{1+k a_n}\ \Longrightarrow\ \frac{1}{a_{n+1}}=\frac{1}{a_n}+k \qquad(\text{正好是等差}) an+1=an(1−anc) ⟹ 1an+1=can(c−an)=1an+1c−an(近似等差)a_{n+1}=a_n\left(1-\frac{a_n}{c}\right)\ \Longrightarrow\ \frac{1}{a_{n+1}}=\frac{c}{a_n(c-a_n)}=\frac{1}{a_n}+\frac{1}{c-a_n} \qquad(\text{近似等差})

第二条的拆分靠一次裂项:ca(c−a)=1a+1c−a\dfrac{c}{a(c-a)}=\dfrac1a+\dfrac1{c-a}(通分即得)。

解题套路

  1. 两边取倒数,把乘除结构变成加法结构。取倒数前先确认 an≠0a_n\neq0(通常由「an>0a_n>0」的归纳保证)。
  2. 看差 1an+1−1an\dfrac{1}{a_{n+1}}-\dfrac{1}{a_n} 是什么:
    • 是常数 → {1an}\left\{\dfrac1{a_n}\right\} 是等差数列,直接写通项;
    • 是一个随 nn 变但能夹住的量 → 用不等式把它上下夹住,再累加,得到 1an\dfrac1{a_n} 的上下界(这就是「近似等差」的用法)。
  3. 回到 ana_n:1an\dfrac1{a_n} 的界取倒数就是 ana_n 的界,注意取倒数会把不等号方向翻过来。

为什么这一招管用

an+1=an(1−an/c)a_{n+1}=a_n(1-a_n/c) 这类递推里 ana_n 单调减到 00,衰减越来越慢,ana_n 本身既不是等差也不是等比,看不出规律。但倒数是往上涨的,而且涨幅几乎恒定——衰减速度的倒数才是这个系统里线性的那个量。找对了要看的量,一个”没有通项”的数列就变成了一条近似直线。

常见失手

  • 忘了先证 an>0a_n>0:取倒数、翻不等号都要它。
  • 倒数后不等号没翻:1an>M>0⇒an<1M\dfrac1{a_n}>M>0\Rightarrow a_n<\dfrac1M,方向反了整题就废。
  • 裂项凑错:ca(c−a)=1a+1c−a\dfrac{c}{a(c-a)}=\dfrac1a+\dfrac1{c-a},两个分母加起来要等于 cc;写成 1a−1c−a\dfrac1a-\dfrac1{c-a} 就错了,通分验一遍最稳。

学它之前先会

共 2 条前置、最深 2 层。

共 4 道题考到本条。