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例談數(shù)列解題中的非常規(guī)技巧

2014-12-19 23:53:36涂天明
廣東教育·高中 2014年12期
關(guān)鍵詞:公比奇數(shù)正整數(shù)

涂天明

近幾年廣東高考數(shù)學試題數(shù)列題都排第四道解答題,一般為一小一大兩題,很多專家一致認為六道解答題中,數(shù)列題是最關(guān)鍵的一題.因為前兩題往往比較容易,大部分考生可以完成.而后兩題往往很難,很多考生會望而卻步,心有余而力不足.高考命題按考綱要求以能力立意的原則已經(jīng)成為命題的指導思想,將掌握知識與提高能力有機結(jié)合,全面考查考生是當下高考的主線.數(shù)列部分作為函數(shù)的延伸具備很多函數(shù)特性,但數(shù)列是特殊的函數(shù),是離散函數(shù),這就決定了數(shù)列題自身的個性.高考中數(shù)列會以單獨一道解答題的形式以凸顯其重要性,三角題、概率題、立體幾何題、數(shù)列題、解析幾何題、函數(shù)題是廣東高考經(jīng)常采用的解答題順序,數(shù)列題的地位可見一斑.我們僅僅掌握基本的題路是不夠的,除了基本解題思路和常規(guī)技巧外,掌握一些非常規(guī)的技巧也很必要,恰恰數(shù)列部分聯(lián)系其它知識較多,非常規(guī)技巧也很多,區(qū)別于函數(shù)題單獨列題也說明了這一點.以下是自己的對此的點滴感悟,分以下幾個方面闡述.

1. 利用等差(或等比)中項性質(zhì)簡化繁瑣運算

在數(shù)列復習中訓練考生的運算求解能力有至關(guān)重要的作用,有的題目,對運算能力強的考生可能是容易題,但對運算能力不過硬的考生可能就是中等題甚至難題,通過數(shù)列知識的復習深化考生的運算求解能力異常重要.運用等差(或等比)中項的性質(zhì)簡化運算有出奇制勝的效果,歷年高考在中都有所體現(xiàn),不僅對考生的運算求解能力有較高要求,同時要求考生有較強的抽象概括能力.

例1. 等差數(shù)列{an}共有2n+1項,其中奇數(shù)項之和為4,偶數(shù)項之和為3,則n=( ? )

A. 3 ? ? ? ? ? B. 5 ? ? ? ? ? C. 7 ? ? ? ? ? D. 9

【解析】依題意Sn=,因為an+1=,故Sn=(2n+1)an+1,即an+1為等差中項,顯然奇數(shù)項有n+1項,偶數(shù)項有n項,且n和n+1必有一個為奇數(shù),若n+1為奇數(shù),同理可得奇數(shù)項之和為S奇=(n+1)an+1,所以==,解得n=3,故選A. 若n為奇數(shù),則==,同樣解得n=3,故選A.

【評注】等差數(shù)列{an}中,2an+1=an+an+2,2an+k=an+an+2k,等比數(shù)列{an}中,a2n+1=anan+2,a2n+k=anan+2k,這是等差(或等比)中項的性質(zhì),數(shù)列解題中,正確使用這一性質(zhì)可以大大簡化運算,此類題若用傳統(tǒng)方法回歸到首項、公差(或公比)解決,運算量會繁瑣很多.

2. 回歸到定義通過邏輯推理得出結(jié)果

邏輯推理能力是數(shù)學能力的重要方面,數(shù)列復習也不例外.數(shù)列復習需要強化考生對函數(shù)、方程、不等式等知識板塊理解和掌握,切不可因為訓練增多而忽略定義的作用,有時審題也需要回歸到定義用邏輯推理尋找路子.

例2. 設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,若數(shù)列{2a1an}為遞減數(shù)列,則( )

A. d<0 ? ? ? ?B. d>0 ? ? ? ?C.a1d<0 ? ? ? ?D.a1d>0

【解析】令bn=2a1an,因為數(shù)列{2a1an}為遞減數(shù)列,所以bn+1-bn=2a1an+1-2a1an=2a1(an+1-an)=2a1d<0,即a1d<0 .選C.

【評注】數(shù)列知識是高中代數(shù)的主干知識,要求考生重點把握,數(shù)列知識以其多變的形式和靈活的解題方法備受命題者青睞,本例中推理出數(shù)列{2a1an}為遞減數(shù)列是關(guān)鍵.

例3. 已知數(shù)列{an}和{bn}滿足:a1=?姿,an+1=an+n-4n,bn=(-1)n(an-3n+21),其中?姿為實數(shù),n為正整數(shù).(1)求證:對一切實數(shù)?姿,{an}不是等比數(shù)列;(2)求證:當?姿≠-18時,數(shù)列{bn}是等比數(shù)列.

【解析】(1)證明:假設(shè)存在一個實數(shù)?姿,使{an}是等比數(shù)列,則有a22=a1a2,即(?姿-3)2=?姿(?姿-4)?圳?姿2-4?姿+9=?姿2-4?姿?圳9=0,矛盾.

所以{an}不是等比數(shù)列.

(2)證明:∵bn+1=(-1)n+1[an+1-3(n+1)+21]=(-1)n+1(an-2n+14)

=-(-1)(an-3n+21)=-bn .

又?姿≠-18,∴b1=-(?姿+18)≠0. 由上式知bn≠0,∴=-(n∈N?鄢),故當?姿≠-18時,數(shù)列{bn}是以-(?姿+18)為首項,-為公比的等比數(shù)列.

【評注】本小題主要考查等比數(shù)列的定義、數(shù)列求和等基礎(chǔ)知識和基本的運算技能,考查分析問題能力和推理能力,等比數(shù)列的定義隱含條件是項與公比都不為0,第(1)小題還用到反證法.

3. 從認知動因中挖掘隱含條件類比數(shù)量關(guān)系

第一輪復習主要就是要抓基礎(chǔ)、抓重點、抓落實,數(shù)列題的基本功就是基本的數(shù)值運算.等差數(shù)列、等比數(shù)列通項公式和前n項和公式的運用,疊加法、疊乘法、錯位相減法等基本的運算技巧,基本題往往可以練就基本功.從另外一個角度看僅有這些是不夠的,人的認知動因雖然不盡相同,但也有一定規(guī)律,需要考生去挖掘,沒準兒能挖除我沒想要的.

例4. 等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn=48,前2n項和S2n=60,求其前3n項和S3n.

【解析】等比數(shù)列{an}中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n仍然成等比數(shù)列,依題意,S2n-Sn=60-48=12,故等比數(shù)列Sn,S2n-Sn,S3n-S2n的公比為=,∴ S3n-S2n=12×=3,∴ S3n=S2n+3=60+3=63.endprint

【評注】挖掘隱含條件的分析來自認知動因的激活,聯(lián)想到等差數(shù)列的類似題目,必須分清前n項和、次n項和、后n項和與本體條件中的前n項和、前2n項和、前3n項和的關(guān)聯(lián)性以及不同點.為了挖掘其隱含條件,易知等差數(shù)列的前n項和、次n項和、后n項和還是成等差數(shù)列的,類比到等比數(shù)列,間隔相同的“等長片段和”也成等比數(shù)列.這既可證明,又可以從特殊激活一般的策略. 等比數(shù)列{an}中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,,仍然成等比數(shù)列,類似的結(jié)論可以引導考生去發(fā)現(xiàn),最好不要直接給出,因為考生容易掌握,引領(lǐng)考生多發(fā)現(xiàn),熟能生巧.

4. 使用特殊化思想指引解題思路

特殊化思想,在數(shù)學解題中是一種重要思想,稍加留意就能體會到,數(shù)列題也不例外,唯物辯證法告訴我們:一般存在于特殊之中,任何一般都有特殊的一部分,特殊化思想,有時可以講一般性的問題退到特殊問題,最終以退為進,解決問題.

例5. 設(shè)無窮等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,

(1)若首項a1=,公差d=1,求滿足=(Sk)2的正整數(shù)k;

(2)求所有的無窮等差數(shù)列{an},使得對于一切正整數(shù)k都有=(Sk)2成立.

【解析】(1)設(shè)無窮等差數(shù)列{an}的公差為d,=(Sk)2中分別取k=1,2得S1=(S1)2且S4=(S2)2,即a1=(a1)2且4a1+d=(2a1+d)2,解得a=0,d=0或6,a=0,d=0或2,反過來代入=(Sk)2檢驗得符合條件的有三組解:a=0,d=0,a=1,d=0,a=1,d=2.所以,滿足條件的無窮等差數(shù)列{an}有:an=0,an=1, an=2n-1三個.

【評注】對于式子=(Sk)2,一般考生都會認為是要證明k2a1=d=(ka1+d)2對一切正整數(shù)k都成立,但式子過于繁瑣不好化簡,很多考生會不了了之.如果將一切正整數(shù)k退化成k=1,2的情況就可以找到所有這樣的等差數(shù)列.此題也是當年高考的亮點,很多行家推崇,本例也體現(xiàn)了命題的創(chuàng)新.

5. 運用最鄰近數(shù)學知識探索自然思路

數(shù)列解題不僅是掌握知識、提高能力的途徑,同時也是一門藝術(shù),等差數(shù)列、等比數(shù)列通項公式、前n項和公式的運用,首項、公差(公比)、項數(shù)、通項、前n項和這些基本量之間的計算盡可能追求思路的自然流暢、方法的簡單明了體現(xiàn)了數(shù)列題的美感.但考生犯怵的是,有時想到怎么做容易可做起來很難.尤其是一些數(shù)列考題拘泥于某種章法而思路狹窄,或追求另類奇特的問題情境.這時能考慮一下其最鄰近的數(shù)學知識,興許能柳暗花明.

例6. 正項等比數(shù)列{an}中,T=a1a2…an,S=a1+a2+…+an,試用S,T表示Q=++…+.

【解析】設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,則

Q=(qn-1+qn-2+…+1)=(a1qn-1+a1qn-2+…+a1)==.

由T=a1a2…an=a1·a1q·…·a1qn-1=an1,a1=,從而Q=.

【評注】傳統(tǒng)等比數(shù)列的解法認為通過a1,q表示S,T,再通過a1,q找S,T,Q之間的等量關(guān)系,這樣思路簡單,但做起來很繁瑣,還得討論公比q=1和q≠1兩種情況.這是局限于常規(guī)解題思路的結(jié)果,嘗試非傳統(tǒng)甚至非主流的解題技巧也許會大有不同.構(gòu)造倒序?qū)ε际酱蚱瞥R?guī),事實上等比數(shù)列最直接的形式是通項公式an=a1qn-1,由Q=++…+想到找最小公分母后通分在求和就會自然而簡單,再說也可以省掉討論公比q=1和q≠1兩種情況.考生來講的確是個難點,本輪復習可以特意加強字母運算的訓練.

6. 利用函數(shù)思想探究遞推數(shù)列的通項公式

數(shù)列題對思想方法特別是函數(shù)思想有較高要求,數(shù)列本身就是離散函數(shù).等差數(shù)列、等比數(shù)列的定義體現(xiàn)了最簡單的遞推關(guān)系,但等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項公式和前n項和為Sn公式的推導過程卻隱藏著疊加法、疊乘法、錯位相減法不完全歸納法等數(shù)學方法.從中提煉這些方法并把它用于其它題目中,這本身就是提高悟性的表現(xiàn). 對于這種比較難的題目,除了具備深厚的數(shù)學專業(yè)知識外,還需要具備閱讀理解能力、數(shù)學探究能力、應(yīng)用能力、是學習能力. 閱讀理解能力即要讀懂數(shù)學題目所講的內(nèi)容,包含題目中的隱含條件,一般認為一流考生的標準就是審題時間和作答時間是五五開;數(shù)學探究能力即就是題目的結(jié)論不明確,聯(lián)想自己過去做的題;應(yīng)用能力即將一些數(shù)學知識與實際生活的某些方面相結(jié)合; 學習能力即題目給出的一些新信息,這可以是一個新的定義,把這個信息與所學的知識結(jié)合起來,這就看誰能夠領(lǐng)會,領(lǐng)會以后很快把自己過去的知識結(jié)合起來.

例7. ?已知數(shù)列{an}的前n項和Sn滿足Sn-Sn-2 =3(-)n-1(n≥3),且S1=1,S2=-求數(shù)列{an}的通項公式.

【解析】先考慮偶數(shù)項有:S2n-S2n-2=3·(-)2n-1=-3·()2n-1,

S2n-2-S2n-4=3·(-)2n-3=-3·()2n-3,S4-S2=2·(-)3=-3·()3.

∴S2n=S2-3[()2n-1+()2n-3+…+()3]

=-3[()2n-1+()2n-3+…+()3+]

=-3·=-4[-·()n]

=-2+()2n-1(n≥1).

同理考慮奇數(shù)項有:S2n-1-S2n-1=3(-)2n=3·()2n.

S2n-1-S2n-3=3·(-)2n-2=3·()2n-2·…·S3-S1=3·(-)2=3·(-)2.

∴ S2n+1=S1+3[()2n+()2n-2+…+()2]=2-()2n(n≥1).

∴ a2n+1=S2n+1-S2n=2-()2n-(-2+()2n-1)=4-3·()2n(n≥1).

a2n=S2n-S2n-1=-2+()2n-(2-()2n-1)=-4+3·()2n-1)(n≥1).

a1=S1=1.

綜合可得an=4-3·()n-1,n為奇數(shù)-4+3·()n-1.n為偶數(shù)

【評注】本題的定位是壓軸題,很有難度,在數(shù)列中,屬于已知數(shù)列的前n項和Sn來求通項公式,經(jīng)過仔細推敲發(fā)現(xiàn)該數(shù)列的奇數(shù)項與偶數(shù)項相鄰的兩個之間的差為等比數(shù)列,利用累加法求出前n項和Sn的公式,最后再利用前n項和Sn來求通項公式,通常累加法可以解決數(shù)列中相鄰兩項的差成等比數(shù)列或有規(guī)律的關(guān)系,此例可以采用累加法解決.

7. 結(jié)束語

現(xiàn)在高考備考都流行務(wù)實備考,簡單說就是針對自己,合理規(guī)劃.低效的、吃力不討好的事少做或不做,數(shù)列部分更是如此.數(shù)列這個部分,需要考生在對基本知識、基本技巧掌握的基礎(chǔ)上,學習一些非常規(guī)技巧,非常規(guī)技巧起的是“錦上添花”而非“雪中送炭”的作用.需要考生站在更高的角度,才能看得更遠.

(作者單位:南雄市第一中學)

責任編校 ? 徐國堅endprint

【評注】挖掘隱含條件的分析來自認知動因的激活,聯(lián)想到等差數(shù)列的類似題目,必須分清前n項和、次n項和、后n項和與本體條件中的前n項和、前2n項和、前3n項和的關(guān)聯(lián)性以及不同點.為了挖掘其隱含條件,易知等差數(shù)列的前n項和、次n項和、后n項和還是成等差數(shù)列的,類比到等比數(shù)列,間隔相同的“等長片段和”也成等比數(shù)列.這既可證明,又可以從特殊激活一般的策略. 等比數(shù)列{an}中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,,仍然成等比數(shù)列,類似的結(jié)論可以引導考生去發(fā)現(xiàn),最好不要直接給出,因為考生容易掌握,引領(lǐng)考生多發(fā)現(xiàn),熟能生巧.

4. 使用特殊化思想指引解題思路

特殊化思想,在數(shù)學解題中是一種重要思想,稍加留意就能體會到,數(shù)列題也不例外,唯物辯證法告訴我們:一般存在于特殊之中,任何一般都有特殊的一部分,特殊化思想,有時可以講一般性的問題退到特殊問題,最終以退為進,解決問題.

例5. 設(shè)無窮等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,

(1)若首項a1=,公差d=1,求滿足=(Sk)2的正整數(shù)k;

(2)求所有的無窮等差數(shù)列{an},使得對于一切正整數(shù)k都有=(Sk)2成立.

【解析】(1)設(shè)無窮等差數(shù)列{an}的公差為d,=(Sk)2中分別取k=1,2得S1=(S1)2且S4=(S2)2,即a1=(a1)2且4a1+d=(2a1+d)2,解得a=0,d=0或6,a=0,d=0或2,反過來代入=(Sk)2檢驗得符合條件的有三組解:a=0,d=0,a=1,d=0,a=1,d=2.所以,滿足條件的無窮等差數(shù)列{an}有:an=0,an=1, an=2n-1三個.

【評注】對于式子=(Sk)2,一般考生都會認為是要證明k2a1=d=(ka1+d)2對一切正整數(shù)k都成立,但式子過于繁瑣不好化簡,很多考生會不了了之.如果將一切正整數(shù)k退化成k=1,2的情況就可以找到所有這樣的等差數(shù)列.此題也是當年高考的亮點,很多行家推崇,本例也體現(xiàn)了命題的創(chuàng)新.

5. 運用最鄰近數(shù)學知識探索自然思路

數(shù)列解題不僅是掌握知識、提高能力的途徑,同時也是一門藝術(shù),等差數(shù)列、等比數(shù)列通項公式、前n項和公式的運用,首項、公差(公比)、項數(shù)、通項、前n項和這些基本量之間的計算盡可能追求思路的自然流暢、方法的簡單明了體現(xiàn)了數(shù)列題的美感.但考生犯怵的是,有時想到怎么做容易可做起來很難.尤其是一些數(shù)列考題拘泥于某種章法而思路狹窄,或追求另類奇特的問題情境.這時能考慮一下其最鄰近的數(shù)學知識,興許能柳暗花明.

例6. 正項等比數(shù)列{an}中,T=a1a2…an,S=a1+a2+…+an,試用S,T表示Q=++…+.

【解析】設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,則

Q=(qn-1+qn-2+…+1)=(a1qn-1+a1qn-2+…+a1)==.

由T=a1a2…an=a1·a1q·…·a1qn-1=an1,a1=,從而Q=.

【評注】傳統(tǒng)等比數(shù)列的解法認為通過a1,q表示S,T,再通過a1,q找S,T,Q之間的等量關(guān)系,這樣思路簡單,但做起來很繁瑣,還得討論公比q=1和q≠1兩種情況.這是局限于常規(guī)解題思路的結(jié)果,嘗試非傳統(tǒng)甚至非主流的解題技巧也許會大有不同.構(gòu)造倒序?qū)ε际酱蚱瞥R?guī),事實上等比數(shù)列最直接的形式是通項公式an=a1qn-1,由Q=++…+想到找最小公分母后通分在求和就會自然而簡單,再說也可以省掉討論公比q=1和q≠1兩種情況.考生來講的確是個難點,本輪復習可以特意加強字母運算的訓練.

6. 利用函數(shù)思想探究遞推數(shù)列的通項公式

數(shù)列題對思想方法特別是函數(shù)思想有較高要求,數(shù)列本身就是離散函數(shù).等差數(shù)列、等比數(shù)列的定義體現(xiàn)了最簡單的遞推關(guān)系,但等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項公式和前n項和為Sn公式的推導過程卻隱藏著疊加法、疊乘法、錯位相減法不完全歸納法等數(shù)學方法.從中提煉這些方法并把它用于其它題目中,這本身就是提高悟性的表現(xiàn). 對于這種比較難的題目,除了具備深厚的數(shù)學專業(yè)知識外,還需要具備閱讀理解能力、數(shù)學探究能力、應(yīng)用能力、是學習能力. 閱讀理解能力即要讀懂數(shù)學題目所講的內(nèi)容,包含題目中的隱含條件,一般認為一流考生的標準就是審題時間和作答時間是五五開;數(shù)學探究能力即就是題目的結(jié)論不明確,聯(lián)想自己過去做的題;應(yīng)用能力即將一些數(shù)學知識與實際生活的某些方面相結(jié)合; 學習能力即題目給出的一些新信息,這可以是一個新的定義,把這個信息與所學的知識結(jié)合起來,這就看誰能夠領(lǐng)會,領(lǐng)會以后很快把自己過去的知識結(jié)合起來.

例7. ?已知數(shù)列{an}的前n項和Sn滿足Sn-Sn-2 =3(-)n-1(n≥3),且S1=1,S2=-求數(shù)列{an}的通項公式.

【解析】先考慮偶數(shù)項有:S2n-S2n-2=3·(-)2n-1=-3·()2n-1,

S2n-2-S2n-4=3·(-)2n-3=-3·()2n-3,S4-S2=2·(-)3=-3·()3.

∴S2n=S2-3[()2n-1+()2n-3+…+()3]

=-3[()2n-1+()2n-3+…+()3+]

=-3·=-4[-·()n]

=-2+()2n-1(n≥1).

同理考慮奇數(shù)項有:S2n-1-S2n-1=3(-)2n=3·()2n.

S2n-1-S2n-3=3·(-)2n-2=3·()2n-2·…·S3-S1=3·(-)2=3·(-)2.

∴ S2n+1=S1+3[()2n+()2n-2+…+()2]=2-()2n(n≥1).

∴ a2n+1=S2n+1-S2n=2-()2n-(-2+()2n-1)=4-3·()2n(n≥1).

a2n=S2n-S2n-1=-2+()2n-(2-()2n-1)=-4+3·()2n-1)(n≥1).

a1=S1=1.

綜合可得an=4-3·()n-1,n為奇數(shù)-4+3·()n-1.n為偶數(shù)

【評注】本題的定位是壓軸題,很有難度,在數(shù)列中,屬于已知數(shù)列的前n項和Sn來求通項公式,經(jīng)過仔細推敲發(fā)現(xiàn)該數(shù)列的奇數(shù)項與偶數(shù)項相鄰的兩個之間的差為等比數(shù)列,利用累加法求出前n項和Sn的公式,最后再利用前n項和Sn來求通項公式,通常累加法可以解決數(shù)列中相鄰兩項的差成等比數(shù)列或有規(guī)律的關(guān)系,此例可以采用累加法解決.

7. 結(jié)束語

現(xiàn)在高考備考都流行務(wù)實備考,簡單說就是針對自己,合理規(guī)劃.低效的、吃力不討好的事少做或不做,數(shù)列部分更是如此.數(shù)列這個部分,需要考生在對基本知識、基本技巧掌握的基礎(chǔ)上,學習一些非常規(guī)技巧,非常規(guī)技巧起的是“錦上添花”而非“雪中送炭”的作用.需要考生站在更高的角度,才能看得更遠.

(作者單位:南雄市第一中學)

責任編校 ? 徐國堅endprint

【評注】挖掘隱含條件的分析來自認知動因的激活,聯(lián)想到等差數(shù)列的類似題目,必須分清前n項和、次n項和、后n項和與本體條件中的前n項和、前2n項和、前3n項和的關(guān)聯(lián)性以及不同點.為了挖掘其隱含條件,易知等差數(shù)列的前n項和、次n項和、后n項和還是成等差數(shù)列的,類比到等比數(shù)列,間隔相同的“等長片段和”也成等比數(shù)列.這既可證明,又可以從特殊激活一般的策略. 等比數(shù)列{an}中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,,仍然成等比數(shù)列,類似的結(jié)論可以引導考生去發(fā)現(xiàn),最好不要直接給出,因為考生容易掌握,引領(lǐng)考生多發(fā)現(xiàn),熟能生巧.

4. 使用特殊化思想指引解題思路

特殊化思想,在數(shù)學解題中是一種重要思想,稍加留意就能體會到,數(shù)列題也不例外,唯物辯證法告訴我們:一般存在于特殊之中,任何一般都有特殊的一部分,特殊化思想,有時可以講一般性的問題退到特殊問題,最終以退為進,解決問題.

例5. 設(shè)無窮等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,

(1)若首項a1=,公差d=1,求滿足=(Sk)2的正整數(shù)k;

(2)求所有的無窮等差數(shù)列{an},使得對于一切正整數(shù)k都有=(Sk)2成立.

【解析】(1)設(shè)無窮等差數(shù)列{an}的公差為d,=(Sk)2中分別取k=1,2得S1=(S1)2且S4=(S2)2,即a1=(a1)2且4a1+d=(2a1+d)2,解得a=0,d=0或6,a=0,d=0或2,反過來代入=(Sk)2檢驗得符合條件的有三組解:a=0,d=0,a=1,d=0,a=1,d=2.所以,滿足條件的無窮等差數(shù)列{an}有:an=0,an=1, an=2n-1三個.

【評注】對于式子=(Sk)2,一般考生都會認為是要證明k2a1=d=(ka1+d)2對一切正整數(shù)k都成立,但式子過于繁瑣不好化簡,很多考生會不了了之.如果將一切正整數(shù)k退化成k=1,2的情況就可以找到所有這樣的等差數(shù)列.此題也是當年高考的亮點,很多行家推崇,本例也體現(xiàn)了命題的創(chuàng)新.

5. 運用最鄰近數(shù)學知識探索自然思路

數(shù)列解題不僅是掌握知識、提高能力的途徑,同時也是一門藝術(shù),等差數(shù)列、等比數(shù)列通項公式、前n項和公式的運用,首項、公差(公比)、項數(shù)、通項、前n項和這些基本量之間的計算盡可能追求思路的自然流暢、方法的簡單明了體現(xiàn)了數(shù)列題的美感.但考生犯怵的是,有時想到怎么做容易可做起來很難.尤其是一些數(shù)列考題拘泥于某種章法而思路狹窄,或追求另類奇特的問題情境.這時能考慮一下其最鄰近的數(shù)學知識,興許能柳暗花明.

例6. 正項等比數(shù)列{an}中,T=a1a2…an,S=a1+a2+…+an,試用S,T表示Q=++…+.

【解析】設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,則

Q=(qn-1+qn-2+…+1)=(a1qn-1+a1qn-2+…+a1)==.

由T=a1a2…an=a1·a1q·…·a1qn-1=an1,a1=,從而Q=.

【評注】傳統(tǒng)等比數(shù)列的解法認為通過a1,q表示S,T,再通過a1,q找S,T,Q之間的等量關(guān)系,這樣思路簡單,但做起來很繁瑣,還得討論公比q=1和q≠1兩種情況.這是局限于常規(guī)解題思路的結(jié)果,嘗試非傳統(tǒng)甚至非主流的解題技巧也許會大有不同.構(gòu)造倒序?qū)ε际酱蚱瞥R?guī),事實上等比數(shù)列最直接的形式是通項公式an=a1qn-1,由Q=++…+想到找最小公分母后通分在求和就會自然而簡單,再說也可以省掉討論公比q=1和q≠1兩種情況.考生來講的確是個難點,本輪復習可以特意加強字母運算的訓練.

6. 利用函數(shù)思想探究遞推數(shù)列的通項公式

數(shù)列題對思想方法特別是函數(shù)思想有較高要求,數(shù)列本身就是離散函數(shù).等差數(shù)列、等比數(shù)列的定義體現(xiàn)了最簡單的遞推關(guān)系,但等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項公式和前n項和為Sn公式的推導過程卻隱藏著疊加法、疊乘法、錯位相減法不完全歸納法等數(shù)學方法.從中提煉這些方法并把它用于其它題目中,這本身就是提高悟性的表現(xiàn). 對于這種比較難的題目,除了具備深厚的數(shù)學專業(yè)知識外,還需要具備閱讀理解能力、數(shù)學探究能力、應(yīng)用能力、是學習能力. 閱讀理解能力即要讀懂數(shù)學題目所講的內(nèi)容,包含題目中的隱含條件,一般認為一流考生的標準就是審題時間和作答時間是五五開;數(shù)學探究能力即就是題目的結(jié)論不明確,聯(lián)想自己過去做的題;應(yīng)用能力即將一些數(shù)學知識與實際生活的某些方面相結(jié)合; 學習能力即題目給出的一些新信息,這可以是一個新的定義,把這個信息與所學的知識結(jié)合起來,這就看誰能夠領(lǐng)會,領(lǐng)會以后很快把自己過去的知識結(jié)合起來.

例7. ?已知數(shù)列{an}的前n項和Sn滿足Sn-Sn-2 =3(-)n-1(n≥3),且S1=1,S2=-求數(shù)列{an}的通項公式.

【解析】先考慮偶數(shù)項有:S2n-S2n-2=3·(-)2n-1=-3·()2n-1,

S2n-2-S2n-4=3·(-)2n-3=-3·()2n-3,S4-S2=2·(-)3=-3·()3.

∴S2n=S2-3[()2n-1+()2n-3+…+()3]

=-3[()2n-1+()2n-3+…+()3+]

=-3·=-4[-·()n]

=-2+()2n-1(n≥1).

同理考慮奇數(shù)項有:S2n-1-S2n-1=3(-)2n=3·()2n.

S2n-1-S2n-3=3·(-)2n-2=3·()2n-2·…·S3-S1=3·(-)2=3·(-)2.

∴ S2n+1=S1+3[()2n+()2n-2+…+()2]=2-()2n(n≥1).

∴ a2n+1=S2n+1-S2n=2-()2n-(-2+()2n-1)=4-3·()2n(n≥1).

a2n=S2n-S2n-1=-2+()2n-(2-()2n-1)=-4+3·()2n-1)(n≥1).

a1=S1=1.

綜合可得an=4-3·()n-1,n為奇數(shù)-4+3·()n-1.n為偶數(shù)

【評注】本題的定位是壓軸題,很有難度,在數(shù)列中,屬于已知數(shù)列的前n項和Sn來求通項公式,經(jīng)過仔細推敲發(fā)現(xiàn)該數(shù)列的奇數(shù)項與偶數(shù)項相鄰的兩個之間的差為等比數(shù)列,利用累加法求出前n項和Sn的公式,最后再利用前n項和Sn來求通項公式,通常累加法可以解決數(shù)列中相鄰兩項的差成等比數(shù)列或有規(guī)律的關(guān)系,此例可以采用累加法解決.

7. 結(jié)束語

現(xiàn)在高考備考都流行務(wù)實備考,簡單說就是針對自己,合理規(guī)劃.低效的、吃力不討好的事少做或不做,數(shù)列部分更是如此.數(shù)列這個部分,需要考生在對基本知識、基本技巧掌握的基礎(chǔ)上,學習一些非常規(guī)技巧,非常規(guī)技巧起的是“錦上添花”而非“雪中送炭”的作用.需要考生站在更高的角度,才能看得更遠.

(作者單位:南雄市第一中學)

責任編校 ? 徐國堅endprint

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