摘 要:數(shù)列是高考試題中最??嫉闹R點,本文通過列舉具體實例,深度剖析了數(shù)列的各個考點,并對各考點的解題方法進行了深度研究.
關鍵詞:等差數(shù)列;命題趨勢;科學備考;數(shù)學文化
中圖分類號:G632????? 文獻標識碼:A????? 文章編號:1008-0333(2020)34-0043-02
收稿日期:2020-09-05
作者簡介:余榮華(1981.1-),男,江西省奉新人,學士,中學一級教師,從事高中數(shù)學教學研究.
數(shù)列的的考查是高考的必考點,也是熱點內(nèi)容,考查類型涵蓋選擇、填空及解答題.在復習備考時應熟練掌握并運用等差數(shù)列與等比數(shù)列的基本公式和重要性質(zhì).只有這樣才能做到知彼知己,百戰(zhàn)百勝.本文主要就數(shù)列問題展開討論,通過例題展示,對各類考題破題方法進行總結(jié),望能夠給讀者帶來幫助.
一、數(shù)列的基本運算
例1 (2019重慶期中)設Sn為等差數(shù)列an的前n項和,若a3+a7=10,S7=14,則數(shù)列an的公差為(? ).
A.1??? B.2??? C.3??? D.4
解析 設數(shù)列an的公差為d,因為a3+a7=10,S7=14,所以2a1+8d=10,7a1+7×62d=14,聯(lián)立解得a1=-7,d=3.,故選C.
點評 等差數(shù)列的基本運算方法
(1)等差數(shù)列的某一項可以根據(jù)首項a1和公差d來確定,因此等差數(shù)列的基本量問題可以圍繞著首項和公差來展開.
(2)對于等差數(shù)列問題,一般題目中會給出兩個以上條件,則可以利用方程思想,建立方程進行破解.
二、數(shù)列的性質(zhì)
例2 (2019·四川廣元模擬)已知等比數(shù)列an中,a3=2,a4a6=16,則a9-a11a5-a7=(? ).
A.2?? B.4?? C.8?? D.16
解析 設等比數(shù)列an的公比為q,因為a3=2,a4a6=16,所以a1q2=2,a21q8=16,解得q4=4,則a9-a11a5-a7=a9(1-q2)a5(1-q2)=q4=4.
點評 對于數(shù)列的性質(zhì)問題,要做到熟記數(shù)列中相關的通項公式和前n項和公式,熟練掌握等差或等比數(shù)列的性質(zhì),另外還需要注意題目中的隱含條件,如“遞增數(shù)列”、“各項均為正”.
三、數(shù)列的證明
例3 (2019廣西省南寧市第二次適應性考試)已知數(shù)列an的前n項和為Sn,且滿足an+1=Sn+n+1(n=1,2,3,…),a1=1.
(1)求證:{an+1}為等比數(shù)列;
(2)數(shù)列an中是否存在不同的三項,適當排列順序后構(gòu)成一個等差數(shù)列?并說明理由.
解析 (1)證明:
因為an+1=Sn+n+1(n=1,2,3,…),①
所以an=Sn-1+n(n≥2).②
因為an=Sn-Sn-1(n≥2),所以①-②可得an+1-an=an+1,即an+1=2an+1.湊成an+1+1=2(an+1),
化為an+1+1an+1=2,故{an+1}為等比數(shù)列.
(2)不存在.
理由如下:由(2)得an=2n-1.
假設能得到一個等差數(shù)列,不妨設滿足條件的3項為ar,as,at,則2·(2s-1)=2r-1+2t-1,即2s+1=2r+2t.所以2r-s-1+2t-s-1=1,因為an是遞增數(shù)列,則r-s-1≥0,t-s-1≥0中必有一個成立.則2r-s-1+2t-s-1>1與2r-s-1+2t-s-1=1矛盾,所以數(shù)列an中不存在不同的三項,適當排列順序后構(gòu)成一個等差數(shù)列.
點評 等比數(shù)列的判定與證明
①定義法:
驗證:anan-1=q(n≥2且n∈N*)或an+1an=q(n∈N*)(q為非零常數(shù)).
②中項法:
驗證:a2n=an+1an-1(an≠0)(n≥2且n∈N*)或a2n+1=an·an+2(n∈N*).
③通項公式法:
驗證:an=abn(a≠0,b≠0).
④前n項和公式法:
驗證:Sn=a·bn-a(a≠0,b≠0,b≠1).
四、數(shù)列的求和問題
例4 (2019廣東一模)已知公差不為零的等差數(shù)列an滿足a1=5且a3,a6,a11成等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列an的通項公式;
(2)設bn=an·3n-1,求數(shù)列bn的前n項和Sn.
解析 (1)設等差數(shù)列an的公差為d,因為a3,a6,a11成等比數(shù)列,
所以a26=a3a11,即(a1+5d)2=(a1+2d)(a1+10d).化簡得:5d-2a1=0.又a1=5,所以d=2,從而an=2n+3.
(2)因為bn=(2n+3)·3n-1.所以Sn=5×30+7×31+9×32+…+(2n+1)·3n-2+(2n+3)·3n-1.所以3Sn=5×31+7×32+9×33+…+(2n+1)·3n-1+(2n+3)·3n以上兩個等式相減,得
-2Sn=5+2×(31+32+…+3n-1)-(2n+3)·3n=5+2×3×(3n-1-1)2-(2n+3)·3n.
化簡得:Sn=(n+1)3n-1.
點評 用錯位相減法求和的3個注意事項
(1)要善于識別題目類型,特別是等比數(shù)列公比為負數(shù)的情形;
(2)在寫出“Sn”與“qSn”的表達式時應特別注意將兩式“錯項對齊”以便下一步準確寫出“Sn-qSn”的表達式;
(3)在應用錯位相減法求和時,若等比數(shù)列的公比為參數(shù),應分公比等于1和不等于1兩種情況求解.
五、數(shù)列的綜合問題
例5 (2019·江西宜春期末)已知函數(shù)f(x)=x+12,x≤12,2x-1,12<x<1,x-1,x≥1,若數(shù)列an滿足a1=73,an+1=f(an)(n∈N*),則a2019=(? ).
A.73?? B.43?? C.56 ? D.13
解析 因為函數(shù)f(x)=x+12,x≤12,2x-1,12<x<1,x-1,x≥1,數(shù)列an滿足a1=73,an+1=f(an),則a2=a1-1=43,a3=a2-1=13,a4=a3+12=56,a5=2a4-1=23,a6=2a5-1=13,a7=a6+12=56,則數(shù)列an滿足an+3=an(n≥3),即數(shù)列an從第三項開始,組成周期為3的數(shù)列,則a2019=a3+2016=a3=13.
點評 數(shù)列作為一類特殊的函數(shù),其定義域是正整數(shù)而不是某個區(qū)間上的連續(xù)實數(shù),所以它的圖象是一群孤立的點.若題中已知函數(shù)條件解決數(shù)列問題,此類問題一般利用函數(shù)的性質(zhì)、圖象研究數(shù)列問題;若已知數(shù)列條件解決函數(shù)問題,解決此類問題一般要充分利用數(shù)列的有關公式與求和技巧等.
六、數(shù)列中的數(shù)學文化
例6 朱世杰是中國歷史上偉大的數(shù)學家之一,他所著的《四元玉鑒》卷中“如像招數(shù)”五問有如下問題:“今有官司差夫一千八百六十四人筑堤,只云初日差六十四人,次日轉(zhuǎn)多七人.”其大意為“官府陸續(xù)派遣1864人前往修筑堤壩,第一天派出64人,從第二天開始每天派出的人數(shù)比前一天多7人.”在該問題中的1864人全部派遣到位需要的天數(shù)為(? ).
A.9?? B.16?? C.18?? D.20
解析 根據(jù)題意設每天派出的人數(shù)組成數(shù)列an,分析可得數(shù)列an是首項a1=64,公差d=7的等差數(shù)列,設1864人全部派遣到位需要的天數(shù)為n,則64n+n(n-1)2×7=1864,即n2+15n-496=0,由n為正整數(shù),解得n=16,故選B.
點評 對于等差數(shù)列中的數(shù)學文化問題,首先要能夠?qū)㈩}目中所給的數(shù)學文化問題轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列問題,再根據(jù)等差數(shù)列知識進行求解.另外,該類試題除直接給出古代數(shù)學文化問題進行命題的形式外,有時還會以古代數(shù)學思想為載體進行命題(如:以格點問題為背景)或根據(jù)世界名題進行命題(如:哥德巴赫猜想,角谷猜想,四色定理).
參考文獻:
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[3]鮑道斌.高中數(shù)學數(shù)列題的解題技巧探究[J].數(shù)學學習與研究,2019(08):105.
[責任編輯:李 璟]