吳衛(wèi)東
[摘? 要] 數(shù)列指的是有序數(shù)組的集合,是高中數(shù)學(xué)重要的知識內(nèi)容,以此為背景的高考壓軸題趨向于知識綜合化,即將數(shù)列內(nèi)容與其他知識相結(jié)合,考查學(xué)生的基礎(chǔ)知識和綜合問題的處理能力,如將數(shù)列與不等式、函數(shù)相融合. 對于該類綜合問題一般存在多種解題視角.
[關(guān)鍵詞] 數(shù)列;不等式;函數(shù);綜合;多解;思維
考題呈現(xiàn)
(2018年江蘇高考數(shù)學(xué)卷第20題)設(shè){an}是首項(xiàng)為a1,公差為d的等差數(shù)列,{bn}是首項(xiàng)為b1,公比為q的等比數(shù)列.
(1)設(shè)a1=0,b1=1,q=2,若an-bn≤b1對n=1,2,3,4均成立,試求d的取值范圍;
思路突破
第一問:定數(shù)列,不等式恒成立的取值
該問已知等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1,等比數(shù)列{bn}的首項(xiàng)b1和公比q,求an-bn≤b1對n=1,2,3,4均成立時(shí)d的取值,只需要將n=1,2,3,4分別代入不等式,從而列出不等式組,通過求不等式組中d的取值即可.
第二問:不定數(shù)列,不等式恒成立的取值.
對于上述式11的證明有兩種思路:思路一是數(shù)列角度,將不等式拆成兩個(gè)新的數(shù)列,通過后項(xiàng)減前項(xiàng)的方式來證明;思路二是函數(shù)角度,通過縮放來證明,求取值則可以從不等式中提取出共有部分,構(gòu)建新的函數(shù),通過分析函數(shù)的單調(diào)性來完成. 下面將分別從上述兩個(gè)角度來完成證明和求取值范圍.
解法一——數(shù)列角度
解法二——函數(shù)角度
突破思考
1. 解題突破的關(guān)鍵解讀
而問題(2)是在問題(1)基礎(chǔ)上的拓展,同樣是證明不等式問題求公差d的取值,所不同的是由于刪去了數(shù)列的特征值,使得不等式問題變?yōu)楹瑓⒉坏仁? 因此問題的關(guān)鍵點(diǎn)有兩個(gè):①是如何結(jié)合數(shù)列對不等式問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,②是如何討論不等式中的參數(shù). 上述方法在對關(guān)鍵點(diǎn)①處理時(shí)均采用數(shù)列代入的方式,所不同的是后續(xù)對不等式證明時(shí),方法1采用構(gòu)建新的不等式,轉(zhuǎn)化為研究數(shù)列性質(zhì)問題,方法2則是構(gòu)建新的函數(shù),轉(zhuǎn)化為研究函數(shù)性質(zhì)問題. 對于關(guān)鍵點(diǎn)②的處理,均借助導(dǎo)函數(shù)研究對象性質(zhì)的方式.
2. 解題思路的歸納解讀
考題表面上屬于數(shù)列問題,但剖析問題本質(zhì),求不等式恒成立時(shí)的參數(shù)取值范圍,實(shí)際上就是研究不等式特性,考慮到不等式是由數(shù)列構(gòu)成,而數(shù)列的通式也可以看作是函數(shù),因此可以從兩個(gè)角度進(jìn)行解題思路構(gòu)建,上述的兩種解法就是分別從數(shù)列性質(zhì)研究和函數(shù)性質(zhì)研究來開展的. 對于數(shù)列不等式的參數(shù)求解題,可以從研究數(shù)列性質(zhì)和研究函數(shù)性質(zhì)兩個(gè)方向進(jìn)行,在研究性質(zhì)過程中也可以適當(dāng)結(jié)合圖像,精準(zhǔn)確定對象的性質(zhì).
教學(xué)建議
本文選取2018年江蘇高考的數(shù)列與不等式的壓軸題,通過對問題的突破思路講解,挖掘了該類問題的多角度求解策略,并對解題過程的關(guān)鍵點(diǎn)、模型構(gòu)建方法和解題思路進(jìn)行了剖析,以求通過典型問題的分析達(dá)到“解題知法”的目的,為學(xué)生的解題思維的拓展提供幫助,下面是筆者關(guān)于本題的一些教學(xué)建議.
1. 重基礎(chǔ),識本質(zhì)
新課標(biāo)明確指出要讓學(xué)生通過數(shù)學(xué)的探究學(xué)習(xí)掌握基本的知識和技能,其中基礎(chǔ)知識包括數(shù)學(xué)的基本概念、定理和公式,這些都是反應(yīng)數(shù)學(xué)規(guī)律的本質(zhì)內(nèi)容. 如數(shù)列問題,需要學(xué)生掌握數(shù)列的定義、對應(yīng)通式、性質(zhì)和求法,不等式問題則需要學(xué)生掌握不等式的基本定義、解不等式的方法. 同時(shí)通過對應(yīng)內(nèi)容的學(xué)習(xí)深入理解內(nèi)容的本質(zhì),即數(shù)列是反應(yīng)數(shù)變化規(guī)律的式子,而不等式是對數(shù)大小的一種反映,因此均可以從性質(zhì)研究角度來進(jìn)行. 在高中的復(fù)習(xí)階段,教師要引導(dǎo)學(xué)生注重知識基礎(chǔ),深入挖掘知識本質(zhì),提升學(xué)生認(rèn)知的維度和深度.
2. 知通性,學(xué)通法
通性通法指的是反映數(shù)學(xué)研究對象本質(zhì)的研究方法,指的是在解題時(shí)以數(shù)學(xué)的基本概念和原理為起點(diǎn),運(yùn)用基本的公式和定理來對問題進(jìn)行分析. 如上述研究數(shù)列的性質(zhì)時(shí)采用前后項(xiàng)互減的方式,研究函數(shù)性質(zhì)則采用分析導(dǎo)函數(shù)的方式,對連續(xù)不等式的分析采用構(gòu)建不等式組的方式,這些都是對應(yīng)問題最基本的解法. 因此,在解題教學(xué)中有必要強(qiáng)調(diào)研究對象的本質(zhì)解法,讓學(xué)生掌握問題的基本求解思路,從而可以在拆分復(fù)雜問題后運(yùn)用本質(zhì)方法一一攻破.
3. 勤思考,多聯(lián)想
在當(dāng)下考題向多樣化發(fā)展的趨勢下,學(xué)生在掌握基本知識和本質(zhì)解法后還需要適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行拓展聯(lián)想,包括對知識內(nèi)容和解題方法的融合拓展,如上述數(shù)列不等式問題,就需要理解不等式與數(shù)列的結(jié)合點(diǎn)——特征參數(shù),了解該類問題的分析視角——函數(shù)與數(shù)列. 各種解法之間是對立與統(tǒng)一的關(guān)系,有融合也有自身的特點(diǎn),教師需要做的就是通過一題多解的訓(xùn)練方式,促進(jìn)學(xué)生知識的融合,拓展學(xué)生的解題思路,幫助學(xué)生形成多角度思考、多層面分析、多方法融合探究的習(xí)慣,以提升學(xué)生思維的開放性、拓展性和創(chuàng)新性為主要教學(xué)目標(biāo).