薛勝菊
(河北棗強(qiáng)中學(xué),河北 棗強(qiáng) 053100)
數(shù)列在高中數(shù)學(xué)中可以說是“叱咤風(fēng)云”,具有深刻的內(nèi)涵與豐富的外延,在應(yīng)用中顯示出獨(dú)特的魅力和勢不可擋的滲透力.從近幾年新課標(biāo)高考來看,數(shù)列的考查逐漸趨向于簡單化,但是數(shù)列求最值,卻成了高考命題的熱點(diǎn),也成了聯(lián)系數(shù)列與函數(shù)單調(diào)性、導(dǎo)數(shù)應(yīng)用、不等式求解等知識交匯題型的紐帶.本文主要談?wù)剶?shù)列求最值的幾個常規(guī)解法,供讀者參考.
例1(2013屆閔行區(qū)二模)公差為d,各項(xiàng)均為正整數(shù)的等差數(shù)列{an}中,若a1=1,an=73,則n+d的最小值等于( ).
解:Q a1=1,an=73,∴(n-1)+1,∴n=9時,n+d取最小值18.
點(diǎn)評:利用式子特征構(gòu)造均值定理應(yīng)用環(huán)境,適用于所求式子為齊次分式,或分子分母一、二次能分離的,可以構(gòu)造均值定理的數(shù)列求最值問題.
【變式1】設(shè)a1,a2,…,a2007均為正實(shí)數(shù),且,則a1a2…a2007的最小值是( ) .
例2(2013江蘇理14題)在正項(xiàng)等比數(shù)列{an}中,a5=,a6+a7=3,則滿足a1+a2+L+an>a1a2Lan的最大正整數(shù)n的值為_______.
解法二:設(shè)等比數(shù)列{an}的公比q,則q>0,根據(jù)題意得化簡得q2+q-6=0,解得q=2或q=-3(舍),∴a1=2-5,又∵a1·a2·…·,又Qa1+a2+…+an>a1·a2·…·an,所以,將n=1,2,3,…帶入驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)n≥13時上述不等式成立.故n取最大整數(shù)12.
點(diǎn)評:數(shù)列是特殊的函數(shù),若其通項(xiàng)或前n項(xiàng)和有明確的函數(shù)解析式時,一般考慮用函數(shù)的單調(diào)性質(zhì)求取最值,但要注意自變量n的取值范圍.一般情況下用作差或作商來證明單調(diào)性求解,有時也用導(dǎo)數(shù)來證明.本題易忽視公比的取值范圍而致錯,對指數(shù)冪的運(yùn)算性質(zhì)不熟也會導(dǎo)致錯誤.
【變式2】已知數(shù)列{an}滿足,數(shù)列{an}的最大項(xiàng)為_______.
例3[2013新課標(biāo)Ⅱ卷(理)]等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知S10=0,S15=25,則nSn的最小值為_______.
點(diǎn)評:導(dǎo)數(shù)法求數(shù)列最值,一般用于所求解析式是高次,或作商和作差不好判斷單調(diào)性的題型,是利用函數(shù)性質(zhì)求數(shù)列最值的一種特況,作為研究數(shù)列和函數(shù)的橋梁,使問題解決便捷.
【變式3】 (2013年浙江省高中數(shù)學(xué)競賽試題解答)數(shù)列,2,L,則數(shù)列中最大項(xiàng)的值為( ).
例4 (2011北約13校自主選拔)在等差數(shù)列 {an}中,a3=-13,a7=3,數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,求數(shù)列{Sn}的最小項(xiàng),并指出其值為何.
解:因?yàn)閍3=-13,a7=3,所以d=4,所以an=4n-25,
點(diǎn)評:等差數(shù)列求解最值問題,一般利用等差數(shù)列的特性、單調(diào)性或其前n項(xiàng)和的二次函數(shù)性質(zhì)求解最方便.
總之,數(shù)列最值問題求法多種多樣,運(yùn)用技巧靈活,知識綜合性強(qiáng),它成為數(shù)列與函數(shù)單調(diào)性、導(dǎo)數(shù)應(yīng)用、不等式求解等知識交匯題型的紐帶.均值定理法、函數(shù)性質(zhì)法、導(dǎo)數(shù)法等都巧妙地把數(shù)列求最值轉(zhuǎn)化成了函數(shù)最值問題,并且數(shù)列本身性質(zhì)也為求取最值開辟了巧妙的思路.