江蘇省徐州市銅山區(qū)大許中學(xué) 劉 影
數(shù)學(xué)思想——數(shù)學(xué)解題的靈魂——例說數(shù)學(xué)思想在數(shù)列解題中的運(yùn)用
江蘇省徐州市銅山區(qū)大許中學(xué)劉影
數(shù)列是中學(xué)數(shù)學(xué)的重要組成部分,數(shù)列中的相當(dāng)一大部分問題都可以體現(xiàn)數(shù)學(xué)的重要思想方法去處理。比如,數(shù)列中的基本量的確定可以依賴方程,把數(shù)列看成特殊的函數(shù),可以借助于函數(shù)的思想方法研究,探究性的問題可借助于特殊化和賦值的方法。因此,以重要的思想方法來指導(dǎo)數(shù)列解題顯得尤為重要,本文就數(shù)學(xué)思想方法在數(shù)列中的應(yīng)用,舉例說明。
數(shù)列;數(shù)學(xué)思想
例1公差不為零的等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn。若a4是a3與a7的等比中項(xiàng),S8=32,則S10=________。
解析:由a4=a3a7得
(a1+3d)2=(a1+2d)(a1+6d)得
2a1+7d=8,則d=2,a1=-3,
答案:60。
【評(píng)注:函數(shù)、方程、不等式是一個(gè)整體,知道其中任何一個(gè),都可以往其他兩個(gè)轉(zhuǎn)化,數(shù)列中的方程思想主要是是利用數(shù)列中的基本量來確定數(shù)列,進(jìn)而可以明確數(shù)列的通項(xiàng)和前n項(xiàng)和的表達(dá)式來處理問題?!?/p>
例2等差數(shù)列{an}中,公差d>0,前n項(xiàng)和為Sn,a2·a3=45,a1+a5=18。
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
因?yàn)閎n+1-bn=2(n+1)-2n=2(n∈N*),
所以數(shù)列{bn}是公差為2的等差數(shù)列。
【評(píng)注:存在型探索性問題,是指判斷在某些確定條件下的某一數(shù)學(xué)對(duì)象(數(shù)值、圖形、函數(shù)等)不確定的問題。這類問題常常出現(xiàn)在“是否存在”“是否有”等形式的疑問句中,以示結(jié)論有待于確定。解答此類問題的思路是:通常假設(shè)題中的數(shù)學(xué)對(duì)象存在(或結(jié)論成立)進(jìn)行特殊化,然后在這個(gè)前提下進(jìn)行邏輯推理,找到命題成立的必要條件,進(jìn)而進(jìn)行充分性的論證。】
例3設(shè)數(shù)列{an}是由正數(shù)組成的等比數(shù)列,Sn是其前n項(xiàng)和,
【評(píng)注:有些問題如果不從問題結(jié)構(gòu)特點(diǎn)加以認(rèn)真分析、揣摩,而直接從常規(guī)方法入手,往往會(huì)走入解題的泥潭,既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力,而如果從整體思維切入,可取得意想不到的效果。若對(duì)Sn,Sn+1,Sn+2做整體變換,則可省去分類討論及復(fù)雜計(jì)算,輕松獲證。結(jié)構(gòu)的巧妙轉(zhuǎn)變,新穎別致,取得了意想不到的效果,給解題帶來了新意,也成為解題新的思維亮點(diǎn)?!?/p>
【評(píng)注:所謂轉(zhuǎn)化思想,就是在研究和解決有關(guān)數(shù)學(xué)問題時(shí),采用某種手段將問題通過變換使之轉(zhuǎn)化,進(jìn)而達(dá)到解決的一種方法。一般總是將復(fù)雜的問題通過變換轉(zhuǎn)化為簡單的問題,將難解的問題通過變換轉(zhuǎn)化為容易變換的問題,將未解決的問題變換轉(zhuǎn)化為已解決的問題。在處理多元的數(shù)學(xué)問題時(shí),我們可以選取其中的常量(或參數(shù)),將其看作“主元”,而把其他的變?cè)醋鞒A浚瑥亩_(dá)到減少變?cè)喕\(yùn)算的策略?!?/p>
數(shù)學(xué)思想方法與數(shù)學(xué)知識(shí)一樣,是人類在長期研究數(shù)學(xué)的過程中總結(jié)出的寶貴經(jīng)驗(yàn)和智慧結(jié)晶,是數(shù)學(xué)知識(shí)所不能替代的。只有知識(shí)與思想方法并重,知識(shí)與思想方法互相促進(jìn),才能更深刻地理解數(shù)學(xué),從整體上認(rèn)識(shí)數(shù)學(xué),靈活地運(yùn)用數(shù)學(xué)以至創(chuàng)造數(shù)學(xué)。恰當(dāng)?shù)剡\(yùn)用這些思想方法,可以起到事半功倍的效果。