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例談放縮受阻時(shí)的應(yīng)對(duì)策略

2011-12-29 00:00:00童先峰


  摘要:放縮法是不等式證明的一種重要思想. 本文主要討論了在放縮過(guò)程中思路受阻時(shí)的四種應(yīng)對(duì)策略:拆分放縮,修正放縮量,進(jìn)行適度調(diào)整;適度限項(xiàng)放縮,糾正偏差;把握整體,進(jìn)行適度放縮;轉(zhuǎn)化視角,改變途徑,進(jìn)行有效放縮.通過(guò)對(duì)四種策略的探討,加深對(duì)放縮法的理解,更進(jìn)一步地掌握放縮法的精髓,提高解決問(wèn)題的能力.
  關(guān)鍵詞:放縮;想法;適度
  
  放縮法是不等式證明的一種重要思想,學(xué)生解題時(shí),常常因?yàn)楦鞣N原因?qū)е滤悸肥茏? 在放縮過(guò)程中,要么放得過(guò)大,要么縮得過(guò)小,差之毫厘,謬之千里,如何放縮達(dá)到預(yù)證目標(biāo)是問(wèn)題最大的難點(diǎn). 探討采取何種策略、從何處切入、如何進(jìn)行適度的調(diào)整,對(duì)于提高學(xué)生的解題能力十分重要.本文就此做一些探索.
  
  拆分放縮,修正放縮量,進(jìn)行適度調(diào)整
  放縮量的多少直接影響我們能否達(dá)到預(yù)證目標(biāo),因此應(yīng)如何控制放縮量呢?應(yīng)該按照一定的規(guī)律和需求,調(diào)整“間距”,使放縮的量精細(xì)化,即將放大過(guò)頭的量砍去,縮小過(guò)多的量補(bǔ)上,把握好火候.
  例1 證明不等式<.
  想法一怎么放縮?而且放縮后要可以求和.
  回到題目中觀察,利用<=-,不等式可化為<-+-+…+-=-<.
  想法二 思路正確,結(jié)果是放得過(guò)大了.什么原因?實(shí)際上原來(lái)的分母(2k+3)2=4k2+12k+9被縮小成(2k+1)(2k+3)=4k2+8k+3,分母縮小太多——分母縮小了4k+6.
  想法三 能不能滿足既放大、又裂項(xiàng)的要求,而且不能放大得太多?有了?。?k+3)2>(2k+2)(2k+4),這樣分母只縮小數(shù)量1.
  于是<==-,問(wèn)題得以解決.
  
  適度限項(xiàng)放縮,糾正偏差
  若每一項(xiàng)都放大或縮小一點(diǎn)點(diǎn),累積起來(lái)就會(huì)放大或縮小很多,這將導(dǎo)致放縮結(jié)果出現(xiàn)偏差. 適度減少放縮的項(xiàng),保留更多的項(xiàng)不被放縮,可以糾正偏差,逐步逼近預(yù)證目標(biāo).
  例2 在數(shù)列{an},{bn}中,a1=2,b1=4,且an,bn,an+1成等差數(shù)列,bn,an+1,bn+1成等比數(shù)列(n∈N*).
 ?。á瘢┣骯2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜測(cè){an},{bn}的通項(xiàng)公式,并證明你的結(jié)論;
 ?。á颍┳C明:++…+<.
  第1題解答過(guò)程略,得到a=n(n+1),bn=(n+1)2,下面證明第2題.
  想法一 如果
  ===2-,那么,裂項(xiàng)成功,但不能相消.因?yàn)榱殉鰜?lái)是2-+-+-+…+-,此時(shí)分母間隔1,不行;若間隔等于2,則可以相消.
  想法二
  ==<=-. 此時(shí),左邊為-+-+…+-<,放過(guò)頭了. 有沒(méi)有調(diào)整的辦法?有!放大的過(guò)程往后移一點(diǎn).越是前面的項(xiàng),放大時(shí)增大得越多. 原來(lái)的第一項(xiàng)從放大后成為. 鑒于這個(gè)道理,調(diào)整的辦法可以從第二項(xiàng)開始放.于是 +-+-+…+-=+-<+=.
  啟示 從方法上來(lái)說(shuō),放縮過(guò)頭可以進(jìn)行如下調(diào)整:一,使分母不要放得太過(guò);二,放的過(guò)程適當(dāng)后移. 于是想法就產(chǎn)生了——過(guò)頭是可以調(diào)整的.
  
  把握整體,進(jìn)行適度放縮
  整體放縮,不僅能減少放縮的項(xiàng)數(shù),還可以有效地調(diào)整放縮量的精確度,減少誤差. 因此放縮的過(guò)程中要有強(qiáng)烈的目標(biāo)意識(shí)和方向意識(shí),圍繞目標(biāo)進(jìn)行聚焦式嘗試.
  例3 已知{an},an≥0,a1=0,a+an+1-1=a(n∈N*). 記
  Sn=a1+a2+…+an,Tn=++…+. 求證:當(dāng)n∈N*時(shí),(Ⅰ)ann-2;(Ⅲ)Tn<3.
  第1、2小題略. 由(Ⅰ)得到數(shù)列是單調(diào)遞增的. 下證第3小題.
  想法 該怎么放縮?運(yùn)用等差、等比、裂項(xiàng)、錯(cuò)位、倒序等方法中的哪一個(gè)進(jìn)行求和?注意到分母的項(xiàng)數(shù)一點(diǎn)點(diǎn)多起來(lái),且每一個(gè)括號(hào)內(nèi)的數(shù)值一點(diǎn)點(diǎn)大起來(lái),故可以運(yùn)用等比數(shù)列進(jìn)行放縮:
  1+++…+<1+++…+==<==<3.
  
  轉(zhuǎn)化視角,改變途徑,進(jìn)行有效放縮
  有時(shí)放縮很難控制,思維容易陷入困境,此時(shí)不妨審時(shí)度勢(shì),轉(zhuǎn)化視角,變換思維的角度,改變放縮的途徑和手段,利用數(shù)列的單調(diào)性等方法進(jìn)行放縮,往往能收到柳暗花明之奇效.
  例4 在數(shù)列{an}中,a1=6,an+1=an+1,在數(shù)列{bn}中,點(diǎn)(n,bn)在過(guò)點(diǎn)A(0,1)的直線l上,若l上兩點(diǎn)B,C滿足=(1,2).
 ?。á瘢┣髷?shù)列{an},{bn}的通項(xiàng)公式;
  (Ⅱ)對(duì)任意正整數(shù)n,不等式-≤0恒成立,求正數(shù)a的取值范圍.
  想法第1小題解答過(guò)程略,得到an=n+5,bn=2n+1;以下對(duì)第2小題進(jìn)行求解.
  對(duì)已知不等式變形得到a≤,要使不等式恒成立,只需要a小于等于的最小值.
  設(shè)g(n)=,由于=>1,故{g(n)}單調(diào)遞增,則g(n)min=g(1)=,所以a∈0,.
  啟示 如果只有方法的話,學(xué)生只會(huì)對(duì)號(hào)入座.對(duì)得上號(hào)的會(huì)做;對(duì)不上號(hào)的就不會(huì)做. 于是在很多情況下,學(xué)生聽得懂,做不來(lái). 這需要教師認(rèn)真剖析問(wèn)題的根源在哪里,思考應(yīng)如何解決. 只有讓學(xué)生學(xué)會(huì)自己抓住問(wèn)題的本質(zhì),找準(zhǔn)問(wèn)題的切入點(diǎn),在整體的高度上審時(shí)度勢(shì),圍繞目標(biāo)進(jìn)行積極的探索嘗試,深度思考構(gòu)建,學(xué)生的解題能力才能得到有效地提高.
  

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