摘要:在研讀《數(shù)學(xué)通訊》上的《等差、等比數(shù)列的一條統(tǒng)一性質(zhì)》后,根據(jù)教學(xué)過程中等差數(shù)列和等比數(shù)列的性質(zhì)的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)這個性質(zhì)可以進(jìn)行再次探討,本文對此進(jìn)行研究,整理得到5個結(jié)論.
關(guān)鍵詞:等差數(shù)列;等比數(shù)列;性質(zhì)
《數(shù)學(xué)通訊》上的《等差、等比數(shù)列的一條統(tǒng)一性質(zhì)》一文中有如下結(jié)論:
定理 若正項(xiàng)等差數(shù)列或等比數(shù)列的前n項(xiàng)和為Sn,則當(dāng)m+n=2p(m,n,p∈N*)時,SmSn≤S■.
筆者在研讀時發(fā)現(xiàn)這條性質(zhì)與等差、等比數(shù)列的等差、等比中項(xiàng)性質(zhì)有一些類似,教材中,等差數(shù)列、等比數(shù)列有一個m+n=s+t的性質(zhì),筆者對此進(jìn)行了進(jìn)一步的研究,發(fā)現(xiàn)了一般性結(jié)論,現(xiàn)敘述如下:
結(jié)論1 ?搖在正項(xiàng)等差數(shù)列或等比數(shù)列{an}中,當(dāng)m+n=s+t,m 證明:設(shè)等差數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=a1+(n-1)d(a1>0,d為公差,且d≥0). 因?yàn)閙+n=s+t,m 綜上所述,anam≤asat.
結(jié)論2?搖 正項(xiàng)等差數(shù)列或等比數(shù)列{an}中,當(dāng)m+n=s+t,m 證明:設(shè)等比數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=a1qn-1(q>0,a1>0). 因?yàn)閙+n=s+t,m1時,amas+at. 當(dāng)q=1時,an+am=as+at.
由等差數(shù)列性質(zhì)知,an+am=as+at.
綜上所述,an+an≥as+at.
結(jié)論3 若正項(xiàng)等差數(shù)列或等比數(shù)列的前n項(xiàng)和為Sn,則當(dāng)m+n=s+t,m 證明:(1)當(dāng)數(shù)列{an}為正項(xiàng)等差數(shù)列時,SmSn=■·■=■,
SsSt=■.
由結(jié)論1知anam≤asat.,又mn
SmSn=■·■=■,
SsSt=■·■=■.
由結(jié)論2知-a1q(am+an)≤-a1q(as+at),又anam=asat,故SmSn≤SsSt.
當(dāng)公比q=1時,SmSn=mna■≤sta■=SsSt.
綜上所述,SmSn≤SsSt.
結(jié)論4若正項(xiàng)等差數(shù)列或等比數(shù)列(公比大于等于1)的前n項(xiàng)和為Sn,則當(dāng)m+n=s+t,m 證明:(1) 當(dāng)數(shù)列{an}為正項(xiàng)等差數(shù)列時,Sm+Sn=ma1+■d+na1+■·d=(m+n)a1+■d,Ss+St=(s+t)a1+■d. 由結(jié)論1,2知m2+n2=(m+n)2-2mn≥(m+n)2-2st=(s+t)2-2st=s2+t2,故Sm+Sn≥St+St. (2)當(dāng)數(shù)列為正項(xiàng)等比數(shù)列時,設(shè)公比為q>1,a1>0. Sm+Sn=■+■=■,Ss+St=■+■=■. 由結(jié)論2知,-q(am+an)≤-q(as+at),1-q<0, 故Sm+Sn≥Ss+St. 當(dāng)公比q=1時,Sm+Sn=(m+n)a1=(s+t)a1=Ss+St. 綜上所述,Sm+Sn≥Ss+St.
結(jié)論5若正項(xiàng)等比數(shù)列(公比為正數(shù)且小于等于1)的前n項(xiàng)和為Sn,則當(dāng)m+n=s+t,m 簡證:當(dāng)數(shù)列為正項(xiàng)等比數(shù)列時,設(shè)公比為q<1,a1>0. 由結(jié)論4的(2)證明知,-q(am+an)≤-q(as+at),1-q>0,故Sm+Sn≤Ss+St. 當(dāng)公比q=1時,Sm+Sn=(m+n)a1=(s+t)a1=Ss+St.
綜上所述,Sm+Sn≤Ss+St.