☉江蘇省高郵市第一中學(xué) 周桂群
數(shù)列是一類特殊的函數(shù),它的特殊性在于定義域發(fā)生了變化,于是,它的圖像與性質(zhì)也發(fā)生了相應(yīng)的變化.然而,在數(shù)列教學(xué)中,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生往往看不透這些變化,出現(xiàn)了一些障礙.本文就這個問題展開討論并提出對策.
對數(shù)列的有關(guān)概念認(rèn)識不到位,主要表現(xiàn)在對等差、等比數(shù)列的概念及等差中項或等比中項的定義的理解上.比如,對于等差數(shù)列來說,忽視常數(shù)數(shù)列,誤認(rèn)為an=kn+b(k≠0,n∈N*)才是等差數(shù)列的通項形式;而對等比數(shù)列則往往忽視公比q≠0 和q=1,缺乏分類討論意識.對于等比中項也是認(rèn)識模糊,例如,如果問他們,4和9的等比中項是多少,他們會毫不遲疑的回答是±6,而當(dāng)問他們等比數(shù)列{an}中a5與a7的等比中項是多少時,他們也會毫不遲疑的回答是a6,卻不會告訴你是±a6,其根本原因就是沒有真正領(lǐng)會等比中項這個概念的含義.又如:
例1“b2=ac”是“a,b,c 成等比數(shù)列”的( ).
A.充分不必要條件 B.必要不充分條件
C.充要條件 D.既不充分也不必要條件
解析:當(dāng)a=b=c=0 時,滿足條件b2=ac,但它們不能構(gòu)成等比數(shù)列;當(dāng)a,b,c 構(gòu)成等比數(shù)列時,有b2=ac.因此“b2=ac”是“a,b,c 成等比數(shù)列”的必要不充分條件.所以本題答案選B.
點評:本題是等比數(shù)列概念題,考查了等比數(shù)列的概念和充分必要條件的判定兩個知識點.而學(xué)生出錯的主要原因是對等比數(shù)列概念模糊、思考不嚴(yán)密,忽略了等比數(shù)列定義中的公比q≠0,即等比數(shù)列的任一項都是非零值.在這一問題中,還需特別注意b2=ac 與是非等價的.
對策:學(xué)生對數(shù)列概念認(rèn)識模糊的主要原因是沒有關(guān)注這些概念的內(nèi)涵與外延,這就要求教師在新授課時“先入為主”,反復(fù)強調(diào)理解有關(guān)概念上的注意點,通過舉反例的方法糾正學(xué)生的認(rèn)識,也可以類比初中數(shù)學(xué)中的某些概念加深對數(shù)列概念的認(rèn)識.例如,筆者在對等比中項這個概念與初中學(xué)的平方根作了相同與相異的類比,學(xué)生恍然大悟.
在數(shù)列問題中,常常出現(xiàn)求數(shù)列某一項am、基本量(a1,n,d,q)、通項公式an及前n 項和Sn等計算問題.在計算過程中,整體代換意識薄弱,不能合理運用有關(guān)公式進(jìn)行恒等變形,是學(xué)生運算能力不夠的主要表現(xiàn).例如,用數(shù)列的有關(guān)公式和性質(zhì)求解一些基本量的問題時用錯公式或運算錯誤;再如,對等比數(shù)列前n項和Sn公式的結(jié)構(gòu)特征認(rèn)識不透,不能從整體的意識去分析和思考問題等.比如,計算中有時把作為整體,將會使運算更加簡便.
例2等比數(shù)列{an}的前n 項和為Sn,且S3+S6=2S9,求公比q.
解析:假設(shè)q=1,則S3=3a1,S9=9a1,S6=6a1,所以9a1≠2×9a1.
事實上,因為a1≠0,所以9a1≠2×9a1,因此q≠1.這樣由S3+S6=2S9,可得
又q≠0,所以2q6-q3-1=0,則(2q3+1)(q3-1)=0.
因為q≠1,所以2q3+1=0,解得.
點評:在利用等比數(shù)列前n項和公式解決問題時,學(xué)生易忽略q=1 的情形,事實上,在等比數(shù)列求和時要注意討論公比q=1 和q≠1 兩種情況,此外,當(dāng)q≠1 時,,有時要把作為整體進(jìn)行運算.
對策:教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生熟記等差、等比數(shù)列的定義、性質(zhì)、通項公式、前n 項和公式,利用方程思想列出關(guān)于首項與公差(公比)的方程,解出首項與公差(公比).當(dāng)然在問題解決中,巧用等差、等比數(shù)列的性質(zhì)可以簡化計算,提高學(xué)生的運算能力.
在數(shù)學(xué)解題中,常常要運用化歸與轉(zhuǎn)化思想將問題進(jìn)行轉(zhuǎn)化,數(shù)列問題也不例外.在數(shù)列解題中學(xué)生存在的主要問題:一是審題不到位,導(dǎo)致解題中設(shè)元不合理;二是轉(zhuǎn)化意識不強,沒能將已知條件進(jìn)行恰當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)化,沒能將非等差數(shù)列、非等比數(shù)列轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列、等比數(shù)列加以解決.
例3已知一個等比數(shù)列{an}的前四項之積為,第二、三項的和為,求這個等比數(shù)列的公比.
解析:設(shè)四個數(shù)分別為a,aq,aq2,aq3,則a4q6=,且aq+aq2=.所以(1+q)4=64q2,當(dāng)q>0 時,可得q2-6q+1=0,解得;當(dāng)q<0 時,可得q2+10q+1=0,解得
點評:在解決這個問題時,學(xué)生容易忽略了等比數(shù)列的公比可能為負(fù)數(shù)的情況,問題轉(zhuǎn)化出現(xiàn)錯誤,將這四個數(shù)設(shè)為,,aq,aq3,則有解得q=或,故原數(shù)列的公比為或.這樣解法錯誤原因在于將這四個數(shù)設(shè)為,aq,aq3之后,其公比q2>0,各項一定同號.
對策:在數(shù)列教學(xué)中,教師應(yīng)著力培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)謹(jǐn)性.尤其是對于等比數(shù)列,應(yīng)強調(diào)數(shù)列中的每一項的前后兩項都是同號的,在求解等比數(shù)列問題時,要有檢驗意識.有時為了計算方便,有意識地把各項設(shè)成對稱形式,但往往會顧此失彼,要杜絕這種錯誤的發(fā)生,事后檢驗不可少.
數(shù)列是一種特殊的函數(shù),特殊之處在于它的定義域是正整數(shù)集或其子集,因此解題中重視項數(shù)n 的取值范圍是非常重要的.在這方面,學(xué)生除了在解答等差數(shù)列、等比數(shù)列有關(guān)問題時易漏掉n=1 時的情況,還突出表現(xiàn)在以下兩處:一是用錯位相減法求數(shù)列前n項和時,考生對中間環(huán)節(jié)兩式相減后構(gòu)成等比數(shù)列是n 項或n-1項時常出現(xiàn)錯誤;二是數(shù)列應(yīng)用題問題,比如個人儲蓄問題、養(yǎng)老保險問題、分期付款問題等一系列綜合應(yīng)用問題,將它們轉(zhuǎn)化為特殊數(shù)列時項數(shù)也會經(jīng)常出錯.
例4已知數(shù)列{an}的通項公式為an=2n.
(1)若數(shù)列{bn}滿足求數(shù)列{bn}的通項公式;
解析:(1)bn=2(3n+1)(n∈N*).(過程略)
則Tn=c1+c2+…+cn=(1·3+2·32+3·33+…+n·3n)+(1+2+3+…+n).
令Pn=1·3+2·32+3·33+…+n·3n,
則3·Pn=1·32+2·33+3·34+…+(n-1)·3n+n·3n+1.
兩式相減得-2Pn=3+32+33+…+3n-n·3n+1,
即-2Pn=,所以
點評:本題主要考查利用遞推關(guān)系式求數(shù)列的通項公式和利用錯位相減法對數(shù)列求和.而對于這類問題學(xué)生容易出錯的有兩處,一是在求數(shù)列通項公式時缺乏對數(shù)列首項的檢驗意識;二是在利用錯位相減法求和轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列后,對這個等比數(shù)列的項數(shù)的計數(shù)有誤.于是,這類問題看似思路明晰,學(xué)生卻不能“笑到最后”.
對策:培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真細(xì)致踏實的學(xué)習(xí)習(xí)慣,“寧等十分鐘,不搶一秒鐘”,克服解題的急躁心理,同時培養(yǎng)學(xué)生的檢驗意識,當(dāng)錯位相減法求和做完后,利用S2,S3的值對這個結(jié)果進(jìn)行檢驗,確保萬無一失.
當(dāng)然,學(xué)生的學(xué)習(xí)不是一帆風(fēng)順的,出現(xiàn)錯誤在所難免.作為教師,在教學(xué)中不僅要關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)誤區(qū),更要研究克服學(xué)生思維障礙的對策,只有這樣才能在曲折中不斷提升學(xué)生的數(shù)學(xué)核心素養(yǎng).