鄧平
【摘 要】滬教版高二年級第一學(xué)期課本中第6頁寫道:“從函數(shù)的觀點看,數(shù)列可以看成是以正整數(shù)集(或其子集)為定義域的函數(shù)?!睌?shù)列是一個定義在正整數(shù)集(或其子集)上的特殊函數(shù)。從這個意義上看,它豐富了學(xué)生所接觸的函數(shù)概念的范圍,引導(dǎo)學(xué)生利用函數(shù)去研究數(shù)列問題,能使解數(shù)列的問題更有新意和綜合性,更能有效地培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)和創(chuàng)新意識。因此我們在解決數(shù)列問題時,應(yīng)充分利用函數(shù)的有關(guān)知識,以函數(shù)的概念、圖像、性質(zhì)為紐帶,架起函數(shù)與數(shù)列之間的橋梁,揭示它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,從而有效地解決數(shù)列問題。
【關(guān)鍵詞】函數(shù);數(shù)列;解決問題
一、數(shù)列通項公式、求和公式與函數(shù)關(guān)系
通過對數(shù)列中的通項公式以及前n項和公式等這些特殊的函數(shù)關(guān)系的概念理解與分析,引導(dǎo)學(xué)生充分認識an,sn和n的對應(yīng)關(guān)系,從而利用概念,鼓勵學(xué)生主動探究,挖掘出數(shù)列通項公式、求和公式與函數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系,使學(xué)生知識系統(tǒng)化,培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)整體意識,用聯(lián)系發(fā)展的眼光學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)。在教學(xué)實踐過程中,通過學(xué)生的自主學(xué)習(xí),發(fā)揮他們的主體作用,歸納出數(shù)列通項公式、求和公式與函數(shù)對應(yīng)關(guān)系如下:
數(shù)列 通項公式 對應(yīng)函數(shù)
等差數(shù)列 an=a1+(n-1)d=dn+(a1-d) y=dx+b(d≠0時為一次函數(shù))
等比數(shù)列 y=aqx(指數(shù)型函數(shù))
數(shù)列 前n項和公式 對應(yīng)函數(shù)
等差數(shù)列 y=ax2+bx(a≠0時為二次函數(shù))
等比數(shù)列 y=aqx+b(指數(shù)型函數(shù))
我們用函數(shù)的觀點揭開了數(shù)列神秘的“面紗”,將數(shù)列的通項公式以及前n項和看成是關(guān)于n的函數(shù),為我們解決數(shù)列有關(guān)問題提供了非常有益的啟示。
例1:等差數(shù)列{an}中,an=m,am=n,(m≠n)則am+n=?
分析:因為{an}是等差數(shù)列,所以an是關(guān)于n的一次函數(shù),一次函數(shù)圖像是一條直線,則(n,m),(m,n),(m+n,am+n)三點共線,所以利用每兩點形成直線斜率相等,即,得am+n=0(圖像如下),這里利用等差數(shù)列通項公式與一次函數(shù)的對應(yīng)關(guān)系,并結(jié)合圖像,直觀、簡潔。
例2:等差數(shù)列{an}中,a1=25,前n項和為sn,若s9=s17,n為何值時sn最大?分析:等差數(shù)列前n項和sn可以看成關(guān)于n的二次函數(shù)Sn=,(n,sn)是拋物線f(x)=上的離散點,根據(jù)題意,f(9)=f(17),則因為欲求Sn最大值,故其對應(yīng)二次函數(shù)圖像開口向下,并且對稱軸為,即當(dāng)n=13時,Sn最大。
例3:等差數(shù)列{an}和等比數(shù)列{bn}首項均為1,且公差不等于1,公比q>0且q≠0,則集合{(n,an)|an=bn}一定含有元素
分析:等差數(shù)列{an},由于首項為1,即a1=1,所以它的圖像是必過(1,1)的一條直線,而等比數(shù)列{bn}首項為1,公比為q,q>0且q≠1,故bn=qn-1,它表示指數(shù)函數(shù)f(n)=qn圖像向右平移一個單位得到,必過(1,1),所以此集合中必定含有元素(1,1)。
二、數(shù)列應(yīng)用題中構(gòu)造函數(shù),成功“解決”
數(shù)列知識本身就是來源于實際問題,又被廣泛應(yīng)用于實際問題,帶有情境的數(shù)列問題,不僅可以考察學(xué)生的綜合能力,而且可以考察學(xué)生解決實際問題的能力。
例6:在一次人才招聘會上,A、B兩家公司分別開出它們的工資標準:A公司允諾第一年月工資為1500元,以后每年月工資比上一年月工資增加230元;B公司允諾第一年月工資為2000元,以后每年月工資在上一年的基礎(chǔ)上遞增5%。設(shè)某人年初被A,B兩家公司同時錄用,試問:該人在A公司工作比在B公司工作的月工資最多時可高出多少元(精確到1元)?
分析:由題意可知,此人在A、B兩公司工作的第n年月工資數(shù)分別為:
an=1500+230(n-1)=230n+1270
bn=2000×1.05n-1
其中n∈N*
問題是該人在A公司比在B公司工資每月高出部分的最大值
故需要比較an和bn,
可設(shè)f(n)=an-bn=230n-2000×1.05n-1+1270
所以問題轉(zhuǎn)化為研究函數(shù)f(n)最大值。
因為當(dāng)n≥2時:
即
所以當(dāng)1≤n≤19時,f(n)單調(diào)遞增,而當(dāng)n≥20時,f(n)單調(diào)遞減,因而當(dāng)n=19時,f(n)有最大值f(19)=a19-b19=827(計算器算出)。
故此人在A公司工作比在B公司工作的月工資最多時可高出827元。
通過對以上實例的研究和分析,筆者發(fā)現(xiàn),數(shù)列作為離散函數(shù)的典型代表之一,不僅在高中數(shù)學(xué)中具有重要位置,而且,在現(xiàn)實生活中有著非常廣泛的作用。因此,在教學(xué)實踐過程中,教師應(yīng)創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)那榫?,讓學(xué)生在這個情境中自覺領(lǐng)會和發(fā)現(xiàn)知識的形成過程,在感悟的過程中深刻體會其蘊含的數(shù)學(xué)思想和方法,理解用函數(shù)思想解決數(shù)列問題的本質(zhì)。當(dāng)學(xué)生理解并掌握之后,往往能誘發(fā)知識的遷移,使學(xué)生產(chǎn)生舉一反三、融會貫通的解決多種數(shù)列問題。同時,我們的學(xué)生的知識網(wǎng)絡(luò)能夠得以不斷優(yōu)化與完善,思維豐富并發(fā)散,對知識的掌握與運用能夠駕輕就熟。
參考文獻:
[1]鄧小榮.高中數(shù)學(xué)的體驗教學(xué)法[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報,2003(8).
[2]黃紅.淺談高中數(shù)學(xué)概念的教學(xué)方法[J].廣西右江民族師專學(xué)報,2003(6).
[3]胡中雙.淺談高中數(shù)學(xué)教學(xué)中創(chuàng)造性思維能力的培養(yǎng)[J].湖南教育學(xué)院學(xué)報,2001(7).