高中數(shù)列學(xué)習(xí)的難點(diǎn)所在及對策

屈丙強(qiáng)

【摘 要】在高中的數(shù)學(xué)知識點(diǎn)中，數(shù)學(xué)一直被認(rèn)為是非常重要且必考的考點(diǎn)，經(jīng)管很多同學(xué)和老師也很重視對數(shù)列的研究，但依然有很多同學(xué)認(rèn)為數(shù)列學(xué)習(xí)很難。數(shù)列作為一種特殊的函數(shù)，是反映自然規(guī)律的基本數(shù)學(xué)模型。對于高中生來說，首先應(yīng)該認(rèn)識到數(shù)列本質(zhì)是一種函數(shù)、這種思想對學(xué)好數(shù)列非常重要。尤其是高考中數(shù)列的考題越來越多，要從根本上解決數(shù)列問題，就要求高中生從題目的訓(xùn)練，熟練地掌握做題方法，使高中生在數(shù)列學(xué)習(xí)中達(dá)到事半功倍的效果。

【關(guān)鍵詞】高中數(shù)學(xué) 數(shù)列問題 解決方法

對于高中數(shù)學(xué)，數(shù)列不以為然是很多學(xué)生頭疼之處，在我認(rèn)為其難點(diǎn)可分為：

等差數(shù)列的計(jì)算、等比數(shù)列的計(jì)算、等差數(shù)列的求和、等比數(shù)列的求和、混合運(yùn)算的求和。

歸納和推類比是兩種用途最廣的合情推理，也是數(shù)列學(xué)習(xí)的最主要方法。沒有找對規(guī)律，認(rèn)為數(shù)列就是無序的，有序的結(jié)合，沒有真正的認(rèn)為或者把他看成是函數(shù)來計(jì)算和解決。解決數(shù)列問題的基本思路：半段所要求研究的數(shù)列是否為特殊數(shù)列，等差數(shù)列或等比數(shù)列，如果是，用公式和性質(zhì)解決，如果不是特殊數(shù)列，要么轉(zhuǎn)化為特殊數(shù)列，要么尋找其他方法。因此我們拿到一個(gè)數(shù)列的問題時(shí)，要注意關(guān)注數(shù)列的屬性。接下來讓我們來討論討論它的解決方法。讓高中的數(shù)列學(xué)習(xí)變得簡單，不再是學(xué)習(xí)心中的難題。

一、解決數(shù)列問題的一般方法

1.構(gòu)造法

將非等差數(shù)列、等比數(shù)列，轉(zhuǎn)換成相關(guān)的等差等比數(shù)列

適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行運(yùn)算變形

例：{an}中，a1=3且an+1=an2，求an

解：lnan=lnan2=2lnan

∴{lnan}是等比數(shù)列，其中公比q=2，首項(xiàng)為ln3

∴l(xiāng)nan=（2n-1）ln3

故：倒數(shù)變換法（適用于an+1=A*an/（B*an+C），其中，A、B、C∈R）

2.待定系數(shù)法

A.遞推式為an+1=p*an+q（p，q為常數(shù)），可以構(gòu)造遞推數(shù)列{an+x}為以p為公比的等比數(shù)列，即an+1+x=p*（an+x），其中x=q/（p-1）（或者可以把設(shè)定的式子拆開，等于原式子）

例：{an}中a1=1，an+1=3an+4，求an

解：an+1+2=3（an+2）

∴{an+2}是等比數(shù)列首項(xiàng)是3，公比是3

∴an=3n-2

B.遞推公式為an+1=p*an+qn（p，q是常數(shù)）

常規(guī)變形，將兩邊同時(shí)除以qn+1，得到an+1/qn+1=（p/q）*（an/qn）+1/q，再令bn=an/qn，可以得到bn+1=k*bn+m（其中k=p/q，m=1/q），之后就用上面A中提到的方法來解決

C.遞推公式為an+2=p*an+1+q*an，（p，q是常數(shù)）

可以令an+2=x2，an+1=x，an=1

解出x1和x2，可以得到兩個(gè)式子：

an+1-x1*an=x2*（an-x1*an-1）

an+1-x2*an=x1*（an-x2*an-1）

然后，兩式子相減，左邊可以得出來（k為系數(shù)），右邊就用等比數(shù)列的方法得出來。

D.遞推式an+1=p*an+an+b（a，b，p是常數(shù)）

可以變形為an+1+xn+1+y=p*（an+xn+y），然后和原式子比較，可以得出x，y，即可以得到{an+xn+y}是個(gè)以p為公比的等比數(shù)列

例：{an}中，a1=4，an=3an-1+2n-1（n≥2）

解：原式=an+n+1=3[an-1+（n-1）+1]

∴{an+n+1}為等比數(shù)列，q=3，首項(xiàng)是6

∴an=2×3n-n-1

3.特征根法

遞推式為an+1=（A*an+B）/（C*an+D）（A，B，C，D是常數(shù)）

令an+1=an=x，原式則為x=（Ax+B）/（Cx+D）

（1）若解得相同的實(shí)數(shù)根x0，則可以構(gòu)造數(shù)列{1/（an-x0）}為等差數(shù)列

例：{an}滿足a1=2，an+1=（2an-1）/（4an+6），求an

解：x=（2x-1）/（4x+6）

解得x0=-1/2

1/（an+1/2）=1/[（2an-1-1）/（4an-1+6）+1/2]=1/[an-1+1/2]+1

∴{1/（an+1/2）}是等差數(shù)列，d=1，首項(xiàng)是2/5

∴an=5/（5n-3）-1/2

（2）若解得兩個(gè)相異實(shí)根x1，x2，則構(gòu)造{（an-x1）/（an-x2）}為等比數(shù)列（x1，x2的位置沒有順序，可以調(diào)換）

例：{an}滿足a1=2，an+1=（an+2）/（2an+1）

解：由題可得（an-1）/（an+1）=-1/3[an-1-1]/[an-1+1]

則{（an-1）/（an+1）}是等比數(shù)列，q=-1/3，首項(xiàng)是1/3

∴an=[1+（-1）n-1（1/3）n]/[1-（-1）n-1（1/3）n]

（3）如果沒有實(shí)數(shù)根，那么這個(gè)數(shù)列可能是周期數(shù)列

例：{an}中，a1=2，滿足an+1=an-1/an（n≥2）

解：a1=2，a2=1/2，a3=-1，a4=2，a5=1/2……

所以an=2（nMOD3=1），1/2（nMOD3=1），-1（nMOD3=0）

4、連加相減

例：{an}滿足a?+2a?+3a?+……+nan=n（n+1）（n+2）

解：令bn=a?+2a?+3a?+……+nan=n（n+1）（n+2）

nan=bn-bn-1=n（n+1）（n+2）-（n-1）n（n+1）

∴an=3（n+1）[1]

二、高中數(shù)學(xué)中有關(guān)等差、等比數(shù)列的結(jié)論

（1）等差數(shù)列{an}的任意連續(xù)m項(xiàng)的和構(gòu)成的數(shù)列Sm、S2m-Sm、S3m-S2m、S4m-S3m、……仍為等差數(shù)列。

（2）等比數(shù)列{an}的任意連續(xù)m項(xiàng)的和構(gòu)成的數(shù)列Sm、S2m-Sm、S3m-S2m、S4m-S3m、……仍為等比數(shù)列。

（3）兩個(gè)等差數(shù)列{an}與{bn}的和差的數(shù)列{an+bn}、{an-bn}仍為等差數(shù)列。

（4）兩個(gè)等比數(shù)列{an}與{bn}的積、商、倒數(shù)組成的數(shù)列{an·bn}、仍為等比數(shù)列。

（5）等差數(shù)列{an}的任意等距離的項(xiàng)構(gòu)成的數(shù)列仍為等差數(shù)列。

（6）等比數(shù)列{an}的任意等距離的項(xiàng)構(gòu)成的數(shù)列仍為等比數(shù)列。

（7）三個(gè)數(shù)成等差數(shù)列的設(shè)法：a-d，a，a+d；四個(gè)數(shù)成等差的設(shè)法：a-3d，a-d，，a+d，a+3d。

（8）三個(gè)數(shù)成等比數(shù)列的設(shè)法：a/q，a，aq；四個(gè)數(shù)成等比的錯(cuò)誤設(shè)法：a/q3，a/q，aq，aq3（為什么？）。

（9）{an}為等差數(shù)列，則（c>0）是等比數(shù)列。

（10）{bn}（bn>0）是等比數(shù)列，則{logcbn}（c>0且c≠1）是等差數(shù)列。

數(shù)列作為一種特殊的函數(shù)，是反映自然規(guī)律的基本數(shù)學(xué)模型，通過對日常生活中大量實(shí)際問題的分析，建立等差數(shù)列和等比數(shù)列這兩種特殊數(shù)學(xué)模型，學(xué)習(xí)并掌握數(shù)列的一般解決方法，并通過實(shí)際練習(xí)牢記數(shù)列的各種公式，能夠靈活運(yùn)用數(shù)列知識解決一些實(shí)際問題。

參考文獻(xiàn)

[1]王茜.中澳高中數(shù)學(xué)教科書中數(shù)列內(nèi)容的比較研究[D].上海師范大學(xué)，2013.

[2]張婷.高中數(shù)列不同版本教科書內(nèi)容的比較研究[D].東北師范大學(xué)，2009.