数列通项公式的求解(精选十篇)
数列通项公式的求解 篇1
数列是高中数学的重要内容之一, 在历年的高考试题中占有较大的比重.数列的问题, 最终归结为对数列通项的研究, 故数列通项公式的求解是数列中最基本也是最重要的问题之一, 也是高考对数列问题考查的一个热点.数列的通项公式可以看作是项数n的函数, 是函数思想在数列中的应用.笔者根据自己的教学实践, 介绍几种求通项公式的常见题型和方法.
一、观察法
观察法就是观察数列的特征, 横向看各项之间的关系结构, 纵向看各项与项数n的内在联系, 从而归纳出数列的通项公式.
例1 写出下列数列的一个通项公式:
(1) 1, 3, 7, 15, 31, …
分析 此法适用于选择题与填空题, 对于分式不仅要看分子、分母与n之间的关系, 还要看分子与分母之间是否有制约关系.正负相间的数列通常用 (-1) n或 (-1) n+1来调节.
二、公式法
例2 (2007年陕西) 已知数列{an}是等比数列, 其中a7=1, a4, a5+1, a6成等差数列, 则数列{an}的通项an=.
分析 由题意需求出公比q即可.
对于符合等差数列、等比数列定义的数列, 我们只需求出a1与d或a1与q, 再代入公式an=a1+ (n-1) d或an=a1qn-1.
三、利用数列的前n项和Sn与an的关系求an, 即利用
例3 (2010年江苏第19题) 设各项均为正数的数列{an}的前n项和为Sn, 已知2a2=a1+a3, 数列
分析 由题设知
由2a2=a1+a3, 得
解得
故当n≥2时, an=2nd2-d2.
又 a1=d2, 所以数列{an}的通项公式为an= (2n-1) d2.
注 若当n=1时, 求出的a1=S1满足n≥2时的an, 则可合并为一个通项公式, 否则写成分段的形式.
四、构造法
1.构造新数列为等差数列
例4 已知数列{an}满足
分析 由
注 若数列{an}满足Aan+1-Ban+1an-Aan=0 (AB≠0) , 则两边同除以an+1an可构造新数列
推广
2.构造新数列为等比数列
例5 已知数列{an}满足a1=1, an+1=2an+1, 求数列{an}的通项公式an.
分析 ∵an+1=2an+1, ∴an+1+1=2an+1+1.
即an+1+1=2 (an+1) .故数列{an+1}是以a1+1=2为首项, 2为公比的等比数列 (下略) .
注 若数列{an}满足an=Aan-1+B (AB≠0, A≠1) , 则可构造新数列
五、累加法
若数列{an}满足an+1-an=f (n) , (n∈N*) , 其中f (n) 是可求和数列, 那么可用逐项作差后累加方法求an.
例6 已知数列{an}满足a1=1, an+1=an+3n+1, 求数列{an}的通项公式an.
分析 由an+1=an+3n+1, 得an+1-an=3n+1, f (n) =3n+1可求和, 则用累加法求解.
推广an=pan-1+f (n) 型 (p为常数) .
当p=1时, an-an-1=f (n) , 若f (n) 可求和, 则可累加法求和;
当p≠1时, 若f (n) =kn+b, 则可设an+An+B=k[an-1+A (n-1) +B];
若f (n) =qn, 则可化为
六、累乘法
若数列{an}满足
例7 已知数列{an}满足a1=2, (n+1) an+1=nan, 求数列{an}的通项公式an.
分析 由a1=2, (n+1) an+1=nan, 得
从上述例题可以看出, 求某一数列的通项公式需融会贯通, 要求我们在掌握以上几种基本类型的基础上, 熟练把握问题的背景, 针对具体问题选择适当的方法, 使问题迎刃而解.
数列通项公式的求解 篇2
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仅供参考
an1panqr型数列通项公式的求解策略——分 消 化 迭 归
由递推公式求数列的通项公式是数列中的常见题型,也是高考考察的热点.本文就递推关系为an1panqr(p,q,r为非零常数)的数列通项公式的求法(或证法),谈以下几种求解策略,仅供nn参考.例 数列an中,a156,an113an12n1(nN),求数列an的通项公式.
分析 构造等比数列是求解该题的有效途径.策略1 分——将确定x的值.解法1 由an113an12n112n1拆分成两部分,分配给an1与an.构造新数列anx,由待定系数法n2, 可设an1x2n11x11xaan.a, 即n1nnn36232由x62231n12n1,解得x3.∴an132n13133aaa, ∴数列是以 n1nnn232232n为首项,以13为公比的等比数列.∴an2133n123n, ∴an32n23n.11an1ann1132策略2 消——由,消去n1生成新的等比数列.21a1ann1n3211an1ann1(1)32解法2 由题意,,1a1a,n2(2)nn1n3212(1)-(2)×,得an112an11aa,n2.n1n32∴数列an11111an是以a2a1为首项,为公比的等比数列.2932n1∴an111an293113n1„„(3)将(1)式代入(3)式,整理得an32n23n.用心 爱心 专心 1
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策略3 化——将解法3 将an1n1213n1化为常数.12n1an两边同乘以22n1,得2n1an1232an1.4n令bn2an,上式可化为bn1bn1,即bn132bn3.∴数列bn是以b13为
333首项,2为公比的等比数列.∴3b342n1nnn322233, ∴b2n33.n即2na232n323.∴an2n3n.策略4 迭——迭代法 解法4 ∵a111n113an12n1, ∴a1n3an112n13a1a3n22n12n32n211132a111a1111312n112n1113n32n232n12n33n3322n232n12n 11111113n1a113n222312n112n113n132113n22232n12n 1311112n23n13n1213n2122312n112n3n32n2133n.2策略5 迭——迭加法 解法5 ∵a111n13an12n1, ∴an13an2n1.∴a1nan3a1a13a1133a111n1n1an22n23an33n2a2313n1a1 12n111312n13212n213n21223n11321232n3n.策略6 归——数学归纳法 将本题中的“求数列an的通项公式”改为“证明 数列an的通项公式为a2n32n3n”,可采用此法证明如下:
解法6(证明)(1)当n1时,a3122356,结论成立.(2)假设当nk时, a3k2k23k.用心 爱心 专心 2
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数列通项公式的求解 篇3
[关键词]递推数列;通项公式;数列
在高中数学中通过递推数列求通项公式是其学习中的重要题型,同时也是例年高考中的热点题型之一,因此文章中笔者对递推数列通项公式的求解方法进行了分析。
一、将常数进行改变
一般情况下如果一个数列从第2项起每一项与前一项差等同于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列。在等差数列中,通项公式主要有an=a1+(n-1)d;an=Sn-S(n-1)(n≥2);an=kn+b(k,b为常数)三种形式,将其常数进行改变可以通过下面例题进行分析。
本题中的递推关系是通过分段的形式给出,在解题时通过n为奇数与偶数两种情况进行分析求解。
五、结束语
递推数列通项公式在数学教学中占据了十分重要的地位,文章中立足于高中数学中递推数列通项公式的变式求法分析,将等差数列与等比数列递推公式进行变式拓展,从而使其在数学习题中的应用更加灵活。
参考文献:
[1]唐擘.递推数列的通项公式[J]. 科技创新导报,2014,11:254
数列通项公式求解策略 篇4
一、累加法与累积法
【例1】 已知数列{an}中, 求
累加得
【例2】 已知数列{an}满足a1=1, an=a1+2a2+3a3+…× (n-1) an-1 (n≥2) , 求数列通项公式an.
解: (累积法) 由题可知an=a1+2a2+3a3+…+ (n-1) an-1, an-1=a1+2a2+…+ (n-2) an-2,
两式相减可得an-an-1= (n-1) an-1 (n≥3) ,
即an=n!.
二、构造法
可通过合理转化, 化为等差、等比数列的通项公式, 常见模型归纳如下:
1.an+1=pan+f (n) , p≠1 , f (n) 为幂时.
【例3】 在数列{an}中, a1=1, an+1=3an +2·3n-1, 求an.
解:由an+1=3an+2·3n-1得
【例4】 已知数列{an}中, a1=1, an=2an-1+1, 求an.
解:设an-t=2 (an-1-t) , 即an=2an-1-t, 故t=-1.原式可变为an+1=2 (an-1+1) .
∴{an+1}为等比数列, 首项为a1+1=2, 公比为2的等比数列.
∴an+1=2n, 即an=2n-1.
该题也可用迭代法求解完成.
【例5】 已知数列{an}满足
解:将
是首项为
4.取对数转化为等比数列an+1-p= (an-p) t (p, t为常数)
【例6】 已知数列{an}中, a1=3, an+1= (an-1) 2+1, 求an.
解:由条件可知an+1-1= (an-1) 2,
两边同时取对数得lg (an+1-1) =2lg (an-1) ,
是首项lg (a1-1) =lg2, 公比为2的等比数列.
∴lg (an-1) =2n-1lg2,
∴an-1=22n-1, 即an=22n-1+1.
通过取对数达到降次目的, 使原来的递推关系转化为等比关系.
5.通过取方根转化为等差数列
【例7】 已知
解:∵f (x) =x+2 2x+2 (x≥0) ,
∴an=f (an-1) =an-1+2 2an-1+2= (an-1+2) 2.又an>0, 两边同时取平方根, 得an=an-1+2.
∴{an}为公差为2的等差数列.
∴an=a1+ (n-1) 2,
即an=2n2.
6.an+2=pan+1+qan (p, q) 为非零常数型
【例8】在数列{an}中求数列{an}的通项公式.
∴{an+1-an}是以a2-a1=1为首项, 为公比的等比数列.
∴再用累加法求通项公式.
由an+2=pan+1+qan可变形为an+2-αan+1=β (an+1-αan) , 即an+2= (α+β) an+1-αβan, 即可得α+β=p, αβ=-q.解得αβ.于是{an+1-αan}是公比为β等比数列.
7.
【例9】设数列{an}满足求an.
解:对等式两端同时加参数t, 得
数列通项公式方法总结 篇5
(2)9,99,999,……
分析:(1)0=12——1/2,每一项的分子是项数的平方减去1,分母是项数加上1,n2——1/n+1=n——1,其实,该数列各项可化简为0,1,2,3,……,易知an=n——1。
(2)各项可拆成10-1,102-1,103-1,……,an=10n——1。
此题型主要通过让学生观察、试验、归纳推理等活动,且在此基础上进一步通过比较、分析、概括、证明去揭示事物的本质,从而培养学生的思维能力。
二、已知数列的前n项和Sn
已知数列的前n项和Sn,求通项公式an,主要通过an与Sn的关系转化,即an -{ S1(n=1) Sn -Sn——1(n≥2)
例2、已知数列{an }的前n项和Sn=2n+3,求an
分析:Sn=a1+a2 +……+an——1+an
Sn——1=a1+a2 +……+an——1
上两式相减得 Sn -Sn——1=an
解:当n=1时,a1=S1=5
当n≥2时,an =Sn -Sn——1=2n+3-(2n——1+3)=2n——1
∵n=1不适合上式
∴an ={5(n=1) 2n——1(n≥2)
三、已知an与Sn关系
已知数列的第n项an与前n项和Sn间的关系:Sn=f(an),求an。一般的思路是先将Sn与an的关系转化为an与an——1的关系,再根据与的关系特征分为如下几种类型。不同的类型,要用不同的方法解决。
(1)an=an——1+k。数列属等差数列,直接代公式可求通项公式。
例3、已知数列{an},满足a1=3,an=an——1+8,求an。
分析:由已知条件可知数列是以3为首项,8为公差的等差数列,直接代公式可求得an=8n-5。
(2)an=kan——1(k为常数)。数列属等比数列,直接代公式可求通项公式。
求数列通项公式的常用方法和技巧 篇6
一、 化归为特殊数列:等差(比)数列
例题1 已知数列{an}的前n项和为Sn,且满足a1=12,an=-2SnSn-1(n≥2),求an.
分析 关于通项an与Sn的关系式,常用an=S1,n=1Sn-Sn-1,n≥2, 将其转化为Sn的递推式,或转化为an的递推式,本题适宜转化为Sn的递推式。
解 当n≥2时,由题设得Sn-Sn-1=-2SnSn-1,得1Sn-1Sn-1=2,
即1Sn是以1S1=2为首项,2为公差的等差数列,故1Sn=2+(n-1)•2=2n,即Sn=12n,n∈N*,
于是当n≥2时,an=-2SnSn-1=-2•12n•12(n-1)=-12n(n-1),∴an=12,n=1,-12n(n-1),n≥2.
点拨 类似地,递推式an+1=banaan+b(b≠0),可变形为1an+1-1an=ab,可知1an成等差数列。
例题2 已知a1=2,点(an,an+1)在函数f(x)=x2+2x的图象上,其中n=1,2,3,….求数列{an}的通项.
分析 将点的坐标代入函数关系式,便可得an的递推关系式。
解 由已知得an+1=a2n+2an,所以an+1=(an+1)2-1,即an+1+1=
(an+1)2,
因为a1=2,所以an+1>1.两边取对数,得lg(an+1+1)=2lg(an+1),令lg(an+1)=bn,得bn+1=2bn,n∈N*,所以{bn}成等比数列,所以bn=2n-1lg3,即lg(1+an)=2n-1lg3,所以an=32n-1-1.
点拨 一般地,递推式an+1=aqn(q≠0,0 二、 化归为常见基本型 (1) an+1=an+f(n)型; (2) 若f(n)是常数,则递推式an+1-an=d,数列{an}为等差数列; (3) 若f(n)是一次函数(或二次函数),则递推式an+1-an=kn+b(或an2+bn+c)符合叠加法的特征. 例题3 数列{an}中,a1=2,an+1=an+cn(c是常数,n=1,2,3,…),且a1,a2,a3成公比不为1的等比数列. (1) 求c的值; (2) 求{an}的通项公式. 解 (1) c=2.过程略;(2) 当n≥2时,由于a2-a1=c,a3-a2=2c,…,an-an-1=(n-1)c,叠加得an-a1=[1+2+…+(n-1)]c=n(n-1)c2.又a1=2,c=2,故an=2+n(n-1)=n2-n+2(n=2,3…),当n=1时,上式也成立.所以an=n2-n+2(n=1,2,…). 三、 化归为特殊型 (1) an+`1=qan+f(n)(q为常数,q≠0且q≠1)型; (2) an+1an=mn+bk(mn+c)k(k≠0,m≠0,b-c=pm,p∈Z)型、an+1an=kn(k≠0)型 或an+1an=kmn(k≠0,m>0且m≠1)型. 例题4 已知数列{an},a1=1,an+1=2an+3n,n∈N*,求通项公式an. 解 设an+1+x•3n+1=2(an+x•3n),得an+1=2an-x•3n,比较系数,得:-x•3n=3n,即x=-1. 所以an+1-3n+1=2(an-3n),又a1-3=-2,所以数列an-3n是以-2为首项,2为公比的等比数列,所以an-3n=-2•2n-1,即an=3n-2n,n∈N*. 点拨 本题防止把an+1+x•3n+1=2(an+x•3n)设成an+1+x=2(an+x)。 例题5 已知数列{an},a1=1,an > 0,n+1a2n+1-na2n+an+1an=0,n∈N*,求通项an. 解 由n+1a2n+1-na2n+an+1an=0得: [(n+1)an+1-nan](an+1+an)=0,因为an>0,所以an+1+an>0,所以(n+1)an+1-nan=0,得:an+1an=nn+1.所以an=1×12×23×34×…×n-1n=1n. 以上介绍的求数列通项公式较为常见,求数列通项公式的方法有很多,限于篇幅不能一一列举,希望同学们在平时训练过程中能注意积累,灵活掌握求数列通项公式的方法。 牛刀小试 1. 已知数列{an}满足a1=3,2an-an+1=n(n+1),n∈N*,求通项an. 2. 已知数列{an}满足a1=1,an=3n-1+an-1(n≥2).求{an}的通项公式. 3. 已知数列{an},a1=1,an+1=2an+3,n∈N*,求数列{an}的通项公式. 4. 已知数列{an}满足a1=1,an=3an-1+3n,n≥2,求数列{an}的通项公式. 5. 已知数列{an}满足a1=1,an=a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1(n≥2),求 {an}的通项公式. 【参考答案】 1. an=1+2n.(提示:an+1-an=2n+1-2n,叠加相消) 2. an=3n-12.(提示:an-an-1=3n-1(n≥2),叠加即可,注意讨论n=1) 3. an=4•2n-1-3,n∈N*.(提示:令an+1+t=2(an+t),计算出t=3即可得等比数列) 4. an=3nn-23,n∈N*.(提示:此题和例题4的解法有区别,在等式两边同时除以3n得: an3n=an-13n-1+1,得数列an3n为等差数列) 5. an=1,n=1,n!2,n≥2. 提示:当n≥2时an=a1+2a2+3a3+…+(n-1)an-1,① 当n≥3时an-1=a1+2a2+3a3+…+(n-2)•an-2,② 两式相减,得an-an-1=(n-1)an-1,显然an-1≠0,则anan-1=n,得a3a2=3,a4a3=4,…,an-1an-2=n-1, 又a2=a1=1,所以an=a2•a3a2•a4a3•…•an-1an-2•anan-1=1×3×4×…×(n-1)×n=n!2,n∈N*,n≥2, 所以an=1,n=1,n!2,n≥2. 一、对Aan+Ban-1=C的处理 【例1】已知数列{an}中,a1=1.当n≥2时,an=2an-1+1.求数列{an}的通项公式. 分析:此题属于Aan+Ban-1=C模式,处理手法通常是:(1)求出数列的不动点;(2)取不动点的相反数,进行配凑数列;(3)求解通项公式. 解:(1)求不动点,由2an-1+1=an-1,解得an-1=-1; (2)两边同时加上-1的相反数,得到an+1=2an-1+1+1,得an+1=2(an-1+1); (3)通过对上式的观察,可以看出,数列{an+1}是以a1+1=2为首项,2为公比的等比数列,所以当n≥2时,an+1=(a1+1)·2n-1=2n,故an=2n-1.检验,当n=1时,a1=1,符合该通项公式.所以该数列的通项公式为an=2n-1. 通过对此题的求解,我们可以得出,在对an与an-1代数关系式的递推公式进行处理时,只需要三步就可以解出通项公式,但是必须注意在求出通项公式后,检验首项a1是否符合该通项公式.另外,我们总结出一个经验:Aan+Ban-1=C类型的数列一定是公比为的等比数列,里面的那个常数可以用不动点法求解. 通过以上两例的解答可以看出,虽然两个式子表面上不一样,但求解的思路一样,只不过例2中间多了一步“取倒数”.但有时试题不会直接给出这两种形式.比如,对于aanan-1+ban+can-1+d=0的形式,很多学生一见到就会不知所措.此题的方法和上述解法相同,左边只保留an部分,接下来就是“依葫芦画瓢”,最后检验首项是否符合通项公式. 三、综合问题的处理 【例3】已知数列{an}中,a1=3,Sn=3an+2n,求数列{an}的通项公式. 对于由递推关系所确定的数列通项公式问题, 通常可通过对递推式的变形转化, 从而化归成等差数列或等比数列, 进而利用等差、等比数列以及累加、连乘的方法求出数列的通项。 递推数列的通项求解大致有如下几类:an+1=an+f (n) 、an+1=anf (n) 、an+1=pan+f (n) 、an+1=pan+qf (n) 。事实上以上几类都可以看成an+1=pan+qf (n) 类来解决, 而an+1=pan+qf (n) 又可以转化为an+1=an+f (n) 解决。下面举例说明。 类型1:数列{an}中a1=1, an+1=an+ (2n+1) , 求数列{an}的通项an。 分析:数列求通项的本质就是等差数列通项推到思想——累加法的应用, 移项以后, 采用累加法, 就可以利用等差数列求和, 得到数列的通项。 解:因为an+1=an+ (2n+1) , 所以an+1-an= (2n+1) , 从而an+1= (an+1-an) + (an-an-1) +…+ (a2-a1) +a1, 所以an=n2。 点评:本题可以看成an+1=an+f (n) 型问题, 当f (n) =c (c是常数) 就是等差数列;当f (n) =cn+d (c、d是常数且c≠0) 、f (n) =cn (c是常数且c≠0) 就可以用累加法利用等差数列、等比数列求和, 问题得以解决。 类型2:数列{an}中a1=1, an+1=2an+4, 求数列{an}的通项an。 分析:本题可以采用两种方法:法一:构造新数列an+1+k=2 (an+k) , 展开与原来的表达式相同, 求出k, 从而化归成等比数列的通项求解;法二:两边同除以2n+1后就可以化归为类型1的问题解决。 点评:本题an+1=pan+f (n) 型的一种情况, f (n) =4是常数, 当f (n) =2n, 此时采用上述解法, 就不如采用方法二来得快, 解法如下: (一) 由递推公式求通项公式:一般通过构造新数列使其为等差数列或等比数列再通过公式去求: 例1:已知a1=1an+1=2an+3 (n∈N*) 求数列{an}的通项公式: 分析:通过构造新数列{an+3}成其成等比数列 解:∵an+1+3=2 (an+3) ∴数列{an+3}为首项为4, 公比为2等比数列 ∴an+3=4·2n-1=2n+1 ∴an=2n+1-3 (w∈N*) 归纳:形如:an+1=A an+B (A、B为常数) 都可以构造数列{an+r}为等比数列 拓宽:如a1=1, an+1=2an+2n+1应如何解呢? 分析:只要两边同时除以2n+1则可变为: 数列为首项为公差为1的等差数列 二、利用数列的和求通项, 主要是掌握Sn与an的关系. an=sn-sn-1 (n≥2) 例2、设{an}是由正数组成数列, 其前n项和为Sn, 且对于所有的正整数n, 有, 求数列{an}的通项公式. 解:由题意, 当n=1时, 解得a1=2 整理得 (an+1+an) (an+1-an-4) =0 由题意知:an+1+an≠0∴an+1-an-4 (转化成等差数列) ∴an=a1+ (n-1) d=2+4 (n-1) =4n-2 三、形如an+1-an=f (n) 或a1a2…an=f (n) 可采用如下方法 an= (an-an-1) + (an-1-an-2) +…+ (a2-a1) +a1=f (n-1) +f (n-1) +…+f (1) +a1 再求f (1) +f (2) +…+f (n-1) 的和即可:a1a2…an=f (n) 可得 例3:已知数列{an}中, a1=1, 对所有n≥2却有a1、a2、a3…an=n2 求:a3+a5, an ∵a1a2…an=n2 ∴a1a2…an-1= (n-1) 2 四、先计算前几项, 通过猜想得数列{an}的通项, 再用数学归纳法证明: 例4:已知数列{an}满足求数列{an}的通项公式 现用数学归纳法证明 (i) 当n=1时成立 (ii) 假设n=k时, 当n=k+1时 由 (i) (ii) 得对n∈N*都成立 一、观察法 例1写出下面数列的一个通项公式: 解:把数列的前n项皆改写为分数的形式:发现:每一项皆为分数, 且分母皆为2, 分子是正整数的平方, 故可知该数列的一个通项公式为 点评:关键是观察分子、分母以及符号的变化规律与序号的关系。 二、变形法 例2求数列5, 55, 555, 5555, ……的一个通项公式。 解:各项整数位数依次增加, 与序号相同, 联想到10n-1= 所以数列的一个通项公式为 点评:变形数列的结构是探求通项公式的一种有效途径。 三、公式法 例3已知数列{an}的前n项和为Sn=3n-2, 求它的通项公式an。 解:当n=1时, a1=S1=1, 当n≥2时, an=Sn-Sn-1=2×3n-1。 点评:当已知条件中出现an与Sn的关系式时, 常用 四、累积法 例4已知数列{an}满足 点评:若数列{an}满足的递推式, 其中f (1) ·f (2) ·……·f (n-1) 可求, 则可用累积法求通项公式。 五、累加法 例5已知数列{an}中, a1=3, 且an+1=an+2n, n∈N*, 求数列{an}的通项公式。 又∵a1=3, ∴{an}的通项公式是an=2n+1。 【数列通项公式的求解】相关文章: 数列的通项公式和求和02-22 求数列的通项公式习题04-09 数列通项公式求法08-08 浅谈数列的通项公式的求法02-18 求数列通项公式说课稿04-14 数列的递推公式研究08-13 等比数列求和公式05-21 数列求通项公式习题07-26 高中数学数列求通项公式习题04-11 等差数列前n项和公式说课稿04-26不动点求解数列通项公式 篇7
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数列通项公式的求法集锦 篇10