?邢臺(tái)市第十九中學(xué) 崔勝峰
數(shù)列是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,是培養(yǎng)學(xué)生數(shù)學(xué)素養(yǎng)的重要載體,同時(shí)也是高考、競賽及其他各類考試命題的熱點(diǎn).學(xué)生在學(xué)習(xí)這部分知識(shí)時(shí),經(jīng)常會(huì)因忽視“安全隱患”而導(dǎo)致解題的失誤.本文中列舉這些“安全隱患”,以期起到防微杜漸的作用.
例1已知數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,且對(duì)于任意的n∈N*,an=n2-λn恒成立,求實(shí)數(shù)λ的取值范圍.
錯(cuò)解1:因?yàn)閿?shù)列{an}是遞增數(shù)列,所以an+1>an恒成立,即λ<2n+1恒成立.
所以,λ的范圍為(-∞,2n+1).
正確1:因?yàn)閿?shù)列{an}是遞增數(shù)列,所以an+1>an恒成立,即λ<2n+1恒成立.
于是有<(2n+1)min.
因?yàn)閚∈N*時(shí),2n+1的最小值是3,所以λ的取值范圍為(-∞,3).
點(diǎn)評(píng):求參數(shù)λ的范圍(或值),應(yīng)該是一個(gè)具體的范圍(或數(shù)),而不應(yīng)是一個(gè)含變量的代數(shù)式.
所以,λ的取值范圍為(-∞,3).
點(diǎn)評(píng):用函數(shù)的觀點(diǎn)研究數(shù)列的性質(zhì)時(shí),一定要注意其定義域是N*或其子集這一特性,因而數(shù)列的圖象是一群孤立的點(diǎn).
錯(cuò)解:設(shè)Sn=(2n+3)k,Tn=(5n+6)k,k≠0.
于是a7=S7-S6=2k,b7=T7-T6=5k.
正確1:設(shè)Sn=kn(2n+3),Tn=kn·(5n+6),k≠0.
于是a7=S7-S6=29k,b7=T7-T6=71k.
例3已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=3n+1,求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
錯(cuò)解:因?yàn)镾n=3n+1,所以Sn-1=3n-1+1.
故an=Sn-Sn-1=2×3n-1.
正確:當(dāng)n=1時(shí),a1=S1=4.
當(dāng)n≥2時(shí),an=Sn-Sn-1=2×3n-1.
點(diǎn)評(píng):由Sn求an時(shí),一定要分n=1和n≥2進(jìn)行討論,因?yàn)閍0,S0是沒有意義的.解出兩段后進(jìn)行驗(yàn)證,若不能統(tǒng)一則要寫成分段函數(shù)的形式.
例4已知等比數(shù)列{an}中,a3=2,S3=6,求通項(xiàng)公式an.
于是2q3-3q2+1=0,即(q-1)2(2q+1)=0.
所以an=(-1)n-124-n.
正解:當(dāng)q=1時(shí),a1=a2=a3=2,S3=6,符合題意.所以q=1時(shí),an=2.
綜上所述,數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2或an=(-1)n-124-n.
點(diǎn)評(píng):利用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式時(shí),要特別注意對(duì)公比q=1和q≠1 進(jìn)行判斷[1],以免漏掉公比q=1的情形.
例5首項(xiàng)為18的等差數(shù)列{an},從第10項(xiàng)起開始為負(fù)數(shù),求公差d的取值范圍.
錯(cuò)解:因?yàn)閍10=a1+9d=18+9d,所以18+9d<0,解得d<-2.
正解:由an=18+(n-1)d,a9≥0,a10<0,得18+8d≥0,18+9d<0.
點(diǎn)評(píng):上述錯(cuò)解忽略了“開始”一詞的含義,即第10項(xiàng)是等差數(shù)列的第一個(gè)負(fù)項(xiàng),前9項(xiàng)都是非負(fù)的,所以審題務(wù)必仔細(xì).
例6已知數(shù)列-1,a1,a2,-9成等差數(shù)列,-1,b1,b2,b3,-9成等比數(shù)列,求(a2-a1)b2的值.
當(dāng)b2=3時(shí),(a2-a1)b2=-8;當(dāng)b2=-3時(shí),(a2-a1)b2=8.
綜上所述,可得(a2-a1)b2=±8.
正解:因?yàn)?1,a1,a2,-9成等差數(shù)列,所以
故(a2-a1)b2=8.
點(diǎn)評(píng):b2=(-1)q2<0是題目中隱含的條件,利用等比數(shù)列的性質(zhì)解題時(shí)要特別注意這類條件.
點(diǎn)評(píng):上述錯(cuò)解誤以為只添加一項(xiàng),其內(nèi)在規(guī)律是分子均為1,分母是連續(xù)的正整數(shù),所以應(yīng)增加4項(xiàng).
例8求1+3+32+33+……+3n的和.
點(diǎn)評(píng):數(shù)列求和時(shí),一定要弄清楚項(xiàng)數(shù),本題是n+1項(xiàng)而不是n項(xiàng),所以要認(rèn)真審題,觀察出內(nèi)在規(guī)律.
基于以上常出現(xiàn)的這些失誤,提出一些建議,期望在學(xué)習(xí)數(shù)列的過程中對(duì)學(xué)生有所幫助.
(1)掌握基本知識(shí).系統(tǒng)掌握數(shù)列的有關(guān)概念、表示,特別是等差數(shù)列和等比數(shù)列的定義、性質(zhì)和公式.
(2)掌握基本方法.數(shù)列是一類特殊的函數(shù),因而可以用函數(shù)的思想解決求通項(xiàng)公式an和前n項(xiàng)和Sn的問題;運(yùn)用方程的思想[2],設(shè)出基本量首項(xiàng)、公差、公比等,列方程求解,特別注意要會(huì)用“設(shè)而不求,整體代入”來簡化運(yùn)算;運(yùn)用分類討論思想,如對(duì)項(xiàng)數(shù)n是奇數(shù)還是偶數(shù)的討論,公比q是否等于1的討論,等等;運(yùn)用等價(jià)轉(zhuǎn)化思想,如an與Sn的轉(zhuǎn)化,非特殊數(shù)列通過加減項(xiàng)轉(zhuǎn)化為特殊數(shù)列,等等;另外,如觀察法,類比法,公式法,待定系數(shù)法,換元法,錯(cuò)位相減法,分組求和法,裂項(xiàng)相消法,倒序相加法的使用等.
(3)加強(qiáng)綜合應(yīng)用.把數(shù)列知識(shí)與函數(shù)、方程、不等式、平面向量、二項(xiàng)式定理、解析幾何、概率、實(shí)際問題等相結(jié)合,提高綜合運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力.