龍彥潮
摘 要:作為高中數(shù)學(xué)學(xué)科體系中最為重要的基礎(chǔ)知識(shí)之一,數(shù)列與函數(shù)、不等式、解析幾何等知識(shí)之間存在著密切的聯(lián)系,集中考察了高中生的數(shù)學(xué)思維能力。本文簡(jiǎn)要闡釋了數(shù)列在高中數(shù)學(xué)學(xué)科體系中的重要性,圍繞常數(shù)數(shù)列、數(shù)列性質(zhì)、通項(xiàng)公式等角度探討了高中數(shù)學(xué)中數(shù)列的具體學(xué)習(xí)方法,以供參考。
關(guān)鍵詞:高中數(shù)學(xué);數(shù)列性質(zhì);解題方法
通過(guò)大量做題訓(xùn)練,我們發(fā)現(xiàn)在解答數(shù)列問(wèn)題時(shí)往往難以尋求到準(zhǔn)確的切入點(diǎn),究其根本原因還是在于缺乏對(duì)數(shù)列概念與性質(zhì)的明確掌握,未形成綜合性的解題思維模式,難以依照試題選取對(duì)應(yīng)通項(xiàng)公式進(jìn)行解答?;诖?,本文選取了幾種常見(jiàn)的數(shù)列解題方法與技巧,借此闡釋?xiě)?yīng)對(duì)常見(jiàn)數(shù)列問(wèn)題如何快速有效尋求解決策略,依照此思路逐層抽絲剝繭的完成多種數(shù)列問(wèn)題的有效解決,切實(shí)提高解題能力。
一、數(shù)列在高中數(shù)學(xué)學(xué)科體系中的重要性
數(shù)列既是高中數(shù)學(xué)中的一個(gè)獨(dú)立學(xué)習(xí)模塊,又與函數(shù)、不等式等知識(shí)之間具有一定的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。通過(guò)針對(duì)歷年來(lái)全國(guó)各地高考數(shù)學(xué)試卷進(jìn)行總結(jié)分析,可以發(fā)現(xiàn)數(shù)列知識(shí)一直以來(lái)都是重點(diǎn)考察問(wèn)題,其考核比重呈現(xiàn)出逐年增加的趨勢(shì)。因此,我們應(yīng)當(dāng)在學(xué)習(xí)數(shù)列知識(shí)的過(guò)程中便注重進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的歸納,確保能夠總結(jié)出一套固有的解題思路用于解決大多數(shù)數(shù)列問(wèn)題,再?lài)@具體數(shù)列問(wèn)題進(jìn)行深入分析,判斷解題思路的不適用性并進(jìn)行補(bǔ)充,以此確保在提高數(shù)學(xué)解題能力的同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)個(gè)人思維邏輯與學(xué)習(xí)能力的有效提升。
二、高中數(shù)學(xué)中數(shù)列的具體學(xué)習(xí)方法探討
(一)涉及常數(shù)數(shù)列的解題技巧。一般來(lái)說(shuō)考察常數(shù)存在性的問(wèn)題是數(shù)列知識(shí)中較為基礎(chǔ)性的問(wèn)題,由于常數(shù)是一個(gè)固定不變數(shù)值,因此可以利用特殊項(xiàng)進(jìn)行常數(shù)數(shù)值的求解[1]。以下題為例:設(shè)等差數(shù)列{an}的首項(xiàng)為1,公差不等于0,在其前3n項(xiàng)中將其前n項(xiàng)的和與后2n項(xiàng)的和作比,其比值對(duì)于任意n都等于常數(shù),且n∈N+,列出數(shù)列的通項(xiàng)公式并求出常數(shù)的值。通過(guò)分析題干可以設(shè)存在公差為d的等差數(shù)列{an},前n項(xiàng)的和為Sn,根據(jù)已知條件可以得出■=?姿(?姿為常數(shù)),由于Sn=n+■d,可以得出S3n-Sn=2n+n(4n-1)d。設(shè)n為分別為1、2,則■=■=?姿,即得出d=2,?姿=■。因此可以得出,對(duì)于任意正整數(shù)n存在■=■=■=■=?姿成立,通項(xiàng)公式為an=2n-1,常數(shù)為■。
從另一個(gè)解題思路入手,我們還可以運(yùn)用函數(shù)知識(shí)進(jìn)行常數(shù)存在性問(wèn)題的求解。以下題為例,數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=(n+1)·0.9n,存在一個(gè)正整數(shù)N使得aN≥an且對(duì)于n恒成立,求N的數(shù)值。在解答這道題目時(shí)可以依據(jù)函數(shù)思維進(jìn)行求解,由已知條件推斷出an-an+1=(n+1)·0.9n-(n+2)·0.9n+1=0.9n·■。接下來(lái)進(jìn)行分情況討論,分別探討n在小于8、大于8、等于8等三種情況下an與an+1之間的大小變化,最終得出當(dāng)N為8或9時(shí)存在aN≥an對(duì)于n恒成立。
(二)依據(jù)數(shù)列性質(zhì)進(jìn)行具體解題。通過(guò)查閱近年來(lái)的高考數(shù)學(xué)試題資料,可以發(fā)現(xiàn)許多數(shù)列問(wèn)題的設(shè)置主要考察我們對(duì)于數(shù)列性質(zhì)的掌握情況,因此我們?cè)谌粘W鲱}時(shí)應(yīng)當(dāng)注重圍繞數(shù)列性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)知識(shí)的推理,確保能夠?qū)崿F(xiàn)知識(shí)的靈活運(yùn)用。以下題為例,在等差數(shù)列{an}中存在的a3+a7=37,求a2+a4+a6+a8的值。在解答這道問(wèn)題時(shí),我們便可以從等差與等比數(shù)列的學(xué)習(xí)中進(jìn)行數(shù)列性質(zhì)知識(shí)點(diǎn)的激活,當(dāng)m+n=p+q時(shí),可以得出am+an=ap+aq。將本題所給條件帶入到式子中,便可以得出3+4=2+5=1+6,則a2+a4+a6+a8=2(a3+a7)=74,最終得出計(jì)算結(jié)果為74。通過(guò)以上題目的解答,可以發(fā)現(xiàn)我們對(duì)數(shù)列性質(zhì)的掌握情況將直接影響到作答速度與準(zhǔn)確度,因此需要著重圍繞數(shù)列的基本性質(zhì)進(jìn)行歸納總結(jié),確保能夠借助性質(zhì)提高解題效率與正確率。
(三)利用通項(xiàng)公式完成數(shù)列求解。在求數(shù)列前n項(xiàng)的和這一類(lèi)題目時(shí),我們便可以利用通項(xiàng)公式的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行問(wèn)題求解,利用疊乘、疊加與構(gòu)造法等方法進(jìn)行通項(xiàng)公式的歸納,最常應(yīng)用的方法主要有以下三種:
其一是錯(cuò)位相減法,該方法在等比數(shù)列推導(dǎo)等方面具有較強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值,主要考察我們?cè)诿鎸?duì)不同問(wèn)題時(shí)對(duì)于數(shù)列求解方法的靈活運(yùn)用能力。以下題為例,已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和是Qn,其中a1=1,an+1=2Qn,且n為大于零的整數(shù),求an與Qn。在解答這道題目時(shí),首先我們應(yīng)當(dāng)求出首項(xiàng)和公比,依據(jù)等比公式推算出a1=1,n=1,則且an=2·3n-2且n≧2,進(jìn)而利用錯(cuò)位相減法進(jìn)行Qn的計(jì)算,得出Qn=■+■·3n-2。當(dāng)n取值為1時(shí),上式成立。由此可以看出,在求等差、等比數(shù)列中前n項(xiàng)的和時(shí)便可以運(yùn)用錯(cuò)位相減法進(jìn)行解答,并注重在做題的過(guò)程中依據(jù)具體問(wèn)題探尋解題思路與著力點(diǎn),實(shí)現(xiàn)問(wèn)題的順利解決。
其二是分組求和法,該方法對(duì)于既非等差數(shù)列、也非等比數(shù)列的題目解答具有較強(qiáng)的適用性,在解答問(wèn)題時(shí)先將題目中所給數(shù)列拆解成不同簡(jiǎn)易部分,降低求和的難度,在完成各項(xiàng)分別求和后再將各項(xiàng)合并,從而得出最終的數(shù)值[2]。以下題為例,已知數(shù)列an=n+2n,求an的前n項(xiàng)的和Sn。在解答這道題目時(shí),可以先設(shè)定n的數(shù)值為1、2、3等任意正整數(shù),則可推出a1=3,a2=6,a3=10,等,通過(guò)以下推導(dǎo)過(guò)程可以基本判斷an既非等差數(shù)列也非等比數(shù)列。接下來(lái)再?lài)@n+2n這一項(xiàng)進(jìn)行分析,該項(xiàng)中的n為等差數(shù)列,2n屬于等比數(shù)列,由此可以分別假設(shè)bn=n,dn=2n,則有an=bn+cn,因此等差數(shù)列bn的前n項(xiàng)的和為n+■,等比數(shù)列dn的前n項(xiàng)的和為■,則an的前n項(xiàng)的和為[n+■]+■。通過(guò)解答這道題可以發(fā)現(xiàn),當(dāng)無(wú)法判斷數(shù)列是等差數(shù)列還是等比數(shù)列時(shí),我們可以先將數(shù)列進(jìn)行拆分,靈活運(yùn)用多種拆分方法將其中可以判斷的部分提取出來(lái)進(jìn)行求和計(jì)算,最后再將不同數(shù)列的求和結(jié)果進(jìn)行相加,便可以得到最終求和結(jié)果。
其三是合并求和法,在解答復(fù)雜數(shù)列問(wèn)題時(shí)具有較強(qiáng)的適用性。例如已知數(shù)列an,其中a1=2,a2=7,a3=5,且an+2+an=an+1,求an的前1999項(xiàng)的和。在解答此類(lèi)問(wèn)題時(shí)可以先就數(shù)列的性質(zhì)進(jìn)行分析,假設(shè)n的值分別為4、5、6,則a4、a5、a6的值分別為-2、-7、-5,進(jìn)而得出a6m+1=2,a6m+2=7,S1998=0。由于1999=333×6+1,因此可以得出a1999=2,S1999=2。在解答此類(lèi)問(wèn)題時(shí),需要我們尋找到其中存在的特殊項(xiàng)并將其進(jìn)行合并、消減,進(jìn)而可以得出最終結(jié)果。
總而言之,數(shù)列中蘊(yùn)含著豐富的函數(shù)與方程思想,具有較強(qiáng)的綜合特性,對(duì)于提高我們的數(shù)學(xué)思維能力發(fā)揮了重要的影響作用。基于此,我們更應(yīng)當(dāng)依托數(shù)列知識(shí)鍛煉自己的思維與記憶能力,站在對(duì)比角度探討等差、等比數(shù)列與一二次函數(shù)、指數(shù)函數(shù)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián),歸納學(xué)習(xí)方法,進(jìn)一步提高解題能力。
參考文獻(xiàn):
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[2]張潔.淺談高中數(shù)列中的探索問(wèn)題類(lèi)型及解題策略[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究,2018(19):124.