張獻(xiàn)國
數(shù)列最值問題具有較強(qiáng)的綜合性,常與函數(shù)、不等式、數(shù)列等知識(shí)相結(jié)合.
常見的數(shù)列最值問題主要有兩種:(1)求數(shù)列的最大(小)項(xiàng);(2)求等差數(shù)列前 n 項(xiàng)和的最大(小)值.下面結(jié)合實(shí)例,探討一下這兩類數(shù)列最值問題的解法.
一、求數(shù)列的最大(小)項(xiàng)
求單調(diào)數(shù)列 {an} 的最大、最小項(xiàng)的常用方法:(1)在數(shù)列 {an} 中,若 {an - an + 1 ≥ 0, an - an - 1 ≥ 0,則 an 是數(shù)列中的最大項(xiàng);若 {an - an + 1 ≤ 0, an - an - 1 ≤ 0,則 an 是數(shù)列中的最小項(xiàng);(2)利用函數(shù)的單調(diào)性求最大、最小項(xiàng).
例1
解:
解答本題,需先仔細(xì)研究數(shù)列 {an} 的通項(xiàng)公式;然后將其類比函數(shù) f (x)= 1 + 1 2x - 9 ,根據(jù)這個(gè)函數(shù)的單調(diào)性來確定數(shù)列 {an} 的單調(diào)性,求得數(shù)列的最大、最小項(xiàng).解答此類問題的關(guān)鍵是結(jié)合數(shù)列的特征,根據(jù)數(shù)列與函數(shù)之間的關(guān)系,研究函數(shù)和數(shù)列的單調(diào)性.
二、求等差數(shù)列前 n 項(xiàng)和的最大(小)值
求解等差數(shù)列前 n 項(xiàng)和的最大(?。┲祮栴},通常要利用函數(shù)思想.主要有三種解題的思路:(1)函數(shù)性質(zhì)法.即將等差數(shù)列的前 n 項(xiàng)和看成是關(guān)于 n 的二次函數(shù)式,利用二次函數(shù)的性質(zhì)求數(shù)列前 n 項(xiàng)和的最值;(2)圖象法.即利用二次函數(shù)圖象的對(duì)稱性或增減性來確定當(dāng) Sn 取得最值時(shí) n 的值;(3)通項(xiàng)法.若 {an ≥ 0, an + 1 ≤ 0,則 Sn 最大;若{an ≤ 0, an + 1 ≥ 0,則 Sn 最?。?/p>
例2
解法一:
解法二:
解法三:
求得 a1與d 的關(guān)系式和 Sn 的表達(dá)式后,便可分別采用函數(shù)性質(zhì)法、圖象法、通項(xiàng)法來求解.解法一、二是將問題轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)性質(zhì)和圖象問題,根據(jù)二次函數(shù)的圖象、性質(zhì)來解題;解法三則是通過比較各項(xiàng)的大小關(guān)系,來確定數(shù)列的最大項(xiàng).
從上述分析可以發(fā)現(xiàn),解答此類問題,要從已知條件出發(fā),尋找數(shù)列的特點(diǎn)和變化規(guī)律,將數(shù)列與函數(shù)聯(lián)系起來,靈活運(yùn)用數(shù)列、函數(shù)知識(shí)來解題.