張潔
【摘要】數(shù)學(xué)作為一門主科是高中教學(xué)中的重中之重,而數(shù)列是高中數(shù)學(xué)里的重要章節(jié),也屬于比較難掌握的內(nèi)容,更是每一個高中數(shù)學(xué)教師的教學(xué)重點.本文主要以數(shù)學(xué)數(shù)列為研究方向,重點在對數(shù)列題型的分類和各種解題策略的梳理,以便幫助學(xué)生建立和數(shù)列相關(guān)題目的解題思路框架,進而提高其解題效率和質(zhì)量.
【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué);數(shù)列;解題策略;題型分類
一、前 言
數(shù)列主要特點表現(xiàn)在:學(xué)生難以把握解題的方向,很多學(xué)生對數(shù)列解題步驟較為生疏,以至于在做題時無從下手.其實,對數(shù)學(xué)數(shù)列問題,只要能夠找到其學(xué)習(xí)精髓就可以將數(shù)列問題化繁為簡.因此,在日常教學(xué)中,教師必須對數(shù)列問題進行歸類,大體可分為三類,即求存在性的問題、給出條件求結(jié)論的問題和給出結(jié)論求條件的問題.
二、注意對題目主旨的分析和分類
在解答有關(guān)數(shù)列問題的數(shù)學(xué)題時,審題的質(zhì)量直接決定了題目解答的效率,因此,在審題之后我們要注意對其問題類型進行分析,每一種類型的問題都有著相應(yīng)的解題步驟和思路,只有學(xué)會將問題加以分類才能對癥下藥,尋找到適合問題本身的解答方向.
三、有關(guān)不同數(shù)列問題的解題策略的討論
(一)涉及求常數(shù)存在性問題的解題策略
1.常數(shù)是不變的,因此,通過數(shù)列的特殊項或項數(shù)即可估算出常數(shù)的值.
例1 是否存在等差數(shù)列{an},使它的首項為1,公差不為零,且其前3n項中,前n項的和與其后2n項的和的比值對于任意正整數(shù)n都等于常數(shù)?若存在,求出數(shù)列{an}的通項公式及常數(shù)的值;若不存在,說明理由.
解 若存在這樣的等差數(shù)列{an},其公差為d,前n項和記作Sn,則其后2n項的和為S3n-Sn,由已知得SnS3n-Sn=λ(λ為常數(shù)),因Sn=n+n(n-1)2d,S3n-Sn=2n+n(4n-1)d.
令n=1,n=2,得12+3d=2+d4+14d=λ,d2-2d=0,即d=2或d=0(舍去),此時λ=18.
于是,對于任意正整數(shù)n有SnS3n-Sn=n+n(n-1)2n+2n(4n-1)=n28n2=18=λ成立,故存在等差數(shù)列{an},其通項公式為an=2n-1,常數(shù)λ=18.
2.從一般入手,再用待定系數(shù)法.
例1也可以這樣求解:由SnS3n-Sn=λ,即(λ+1)Sn=λS3n,因Sn=n2[2+(n-1)d],S3n=3n2[2+(3n-1)d],把他們代入上式,化簡整理得:d(1-8)λn+2-4λ+(2λ-1)d=0,要使該等式成為恒等式的充要條件是:d(1-8λ)=2-4λ+(2λ-1)d=0,因d≠0,故λ=18,此時d=2,故存在這樣的等差數(shù)列{an},其通項公式為an=2n-1,常數(shù)λ=18.
3.從函數(shù)入手,注意合理轉(zhuǎn)化.
例2 數(shù)列{an}的通項公式為an=(n+1)·0.9n,問:是否存在這樣的正整數(shù)N,使an≤aN,對于一切正整數(shù)n恒成立?并證明你的論斷.
解? 因an-an+1=(n+1)·0.9n-(n+2)·0.9n+1=09n·n-810,所以,當(dāng)n<8時,an<an+1,當(dāng)n=8時,an=an+1,當(dāng)n>8時,an>an+1,a1<a2<…<a7<a8=a9>a10>…,故存在N=8或9,使得an≤aN對于任意正整數(shù)n恒成立.
(二)根據(jù)給出的有關(guān)條件求相應(yīng)結(jié)論的解題策略
這類題目解題策略為根據(jù)題目給出的滿足的條件,找到猜想規(guī)律的具體方向,推測出具體規(guī)律后,運用數(shù)學(xué)歸納法加以總結(jié),然后進行證明求證.例如,已知數(shù)列11×4,14×7,17×10,…,1(3n-2)(3n+1),…,數(shù)列的前四項和分別為S1,S2,S3,S4,計算S1,S2,S3,S4.根據(jù)計算結(jié)果,猜想數(shù)列前n項和Sn的表達式,并用數(shù)學(xué)歸納法進行證明.
(三)根據(jù)給出的有關(guān)結(jié)論求相應(yīng)條件的解題策略
對此類問題,解題者必須具備逆向思維,學(xué)會由果找因的解題步驟.逆向思維是一種發(fā)散性思維,是與正常思維或者習(xí)慣性思維相反的一種思維方式.逆向思維是一種拓展思路的思維方法,如果在教學(xué)中有意識地加強訓(xùn)練,可提高學(xué)生解決數(shù)學(xué)問題的靈活性,突破思維定式,創(chuàng)造性地發(fā)現(xiàn)解決問題的簡捷、新穎、奇特的方法.例如,在求解數(shù)列通項的題目中,如果運用常規(guī)思維求解,往往計算量較大,易出現(xiàn)錯誤,如果逆用等差數(shù)列求和公式或者等比數(shù)列求和公式等,找到相關(guān)的規(guī)律,那么題目也就迎刃而解了.
四、結(jié) 語
綜上所述,作為一名合格的高中生,必須具備分析數(shù)列問題并有效解答的能力.對高中數(shù)學(xué)教師而言,數(shù)列的教學(xué)也是其教學(xué)能力的重要衡量指標(biāo).數(shù)列相關(guān)的題目有著非常清晰的邏輯,教師必須對學(xué)生有關(guān)數(shù)列內(nèi)容的學(xué)習(xí)加以正確的引導(dǎo),只有讓學(xué)生學(xué)會分析數(shù)列問題的類型并掌握常見的幾種解題策略,才能有效提高其數(shù)學(xué)成績.