Question

数列问题（高考题）越快越好，要有解答。

设P，Q 为实数，α，β是方程X^2-PX+Q=0的两个根。数列{Xn}满足X1=P，X2=P^2-Q，Xn=PXn-1-QXn-2
（1） 求数列通项公式。
（2） P=1，Q=1/4，求S

Answer 1

Xn=PXn-1-QXn-2
Xn-PXn-1+QXn-2=0 --------------(1)
将其化成下面格式(待定系数法):
Xn-A*Xn-1=B(Xn-1-AXn-2) ------------(2)
将(2)式展开,然后与(1)式的各项比较得:
A+B=P -------------(3)
A*B=Q -------------(4)
因此A,B为X^2-PX+Q=0的两根.不防设A=α，B=β
Xn-α*Xn-1=β(Xn-1-αXn-2) ----------------(5)
依(5)的递推式(分别代入n-1,n-2,n-3,...,4,3得:
Xn-1-α*Xn-2=β(Xn-2-αXn-3)-----------------(5.1)
Xn-2-α*Xn-3=β(Xn-3-αXn-4)-----------------(5.2)
Xn-3-α*Xn-4=β(Xn-4-αXn-5)-----------------(5.3)
......
X4-α*X3=β(X3-αX2)-----------------(5.n-4)
X3-α*X2=β(X2-αX1)-----------------(5.n-3)
(5)*(5.1)*(5.2)*(5.3)*...*(5.n-4)*(5.n-3)并消掉相同项:
Xn-α*Xn-1=(X2-αX1)*β^(n-2)
Xn=(X2-αX1)*β^(n-2) + α*Xn-1
=(X2-αX1)*β^(n-2) + (X2-αX1)*β^(n-3)*α + α^2*Xn-2
=(X2-αX1)*β^(n-2) + (X2-αX1)*β^(n-3)*α + (X2-αX1)*β^(n-4)*α^2 + α^2*Xn-2
... ...
=(X2-αX1)*β^(n-2) + (X2-αX1)*β^(n-3)*α + (X2-αX1)*β^(n-4)*α^2+...+(X2-αX1)*β^(n-m)*α^(m-2)+...+(X2-αX1)*α^(n-2) + α^(n-1)*X1
等比数列求和(公比为:α/β) + α^(n-1)*X1

过程比较复杂,建议你参考:
斐波那挈数列通项公式的推导:

斐波那契数列：1，1，2，3，5，8，13，21……

如果设F(n)为该数列的第n项(n∈N+)。那么这句话可以写成如下形式：
F(1)=F(2)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2) (n≥3)

显然这是一个线性递推数列。

通项公式的推导方法一：利用特征方程

线性递推数列的特征方程为：
X^2=X+1
解得
X1=(1+√5)/2, X2=(1-√5)/2.

则F(n)=C1*X1^n + C2*X2^n
∵F(1)=F(2)=1
∴C1*X1 + C2*X2
C1*X1^2 + C2*X2^2
解得C1=1/√5，C2=-1/√5

∴F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}【√5表示根号5】

通项公式的推导方法二：普通方法

设常数r,s
使得F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]
则r+s=1, -rs=1

n≥3时，有
F(n)-r*F(n-1)=s*[F(n-1)-r*F(n-2)]
F(n-1)-r*F(n-2)=s*[F(n-2)-r*F(n-3)]
F(n-2)-r*F(n-3)=s*[F(n-3)-r*F(n-4)]
……
F(3)-r*F(2)=s*[F(2)-r*F(1)]

将以上n-2个式子相乘，得：
F(n)-r*F(n-1)=[s^(n-2)]*[F(2)-r*F(1)]
∵s=1-r，F(1)=F(2)=1
上式可化简得：
F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)

那么：
F(n)=s^(n-1)+r*F(n-1)
= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*F(n-2)
= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) + r^3*F(n-3)
……
= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)*F(1)
= s^(n-1) + r*s^(n-2) + r^2*s^(n-3) +……+ r^(n-2)*s + r^(n-1)
（这是一个以s^(n-1)为首项、以r^(n-1)为末项、r/s为公差的等比数列的各项的和）
=[s^(n-1)-r^(n-1)*r/s]/(1-r/s)
=(s^n - r^n)/(s-r)

r+s=1, -rs=1的一解为 s=(1+√5)/2, r=(1-√5)/2
则F(n)=(1/√5)*{[(1+√5)/2]^n - [(1-√5)/2]^n}