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      例談數(shù)列解題中的非常規(guī)技巧

      2014-12-19 23:53:36涂天明
      廣東教育·高中 2014年12期
      關(guān)鍵詞:公比奇數(shù)正整數(shù)

      涂天明

      近幾年廣東高考數(shù)學(xué)試題數(shù)列題都排第四道解答題,一般為一小一大兩題,很多專家一致認(rèn)為六道解答題中,數(shù)列題是最關(guān)鍵的一題.因?yàn)榍皟深}往往比較容易,大部分考生可以完成.而后兩題往往很難,很多考生會(huì)望而卻步,心有余而力不足.高考命題按考綱要求以能力立意的原則已經(jīng)成為命題的指導(dǎo)思想,將掌握知識(shí)與提高能力有機(jī)結(jié)合,全面考查考生是當(dāng)下高考的主線.數(shù)列部分作為函數(shù)的延伸具備很多函數(shù)特性,但數(shù)列是特殊的函數(shù),是離散函數(shù),這就決定了數(shù)列題自身的個(gè)性.高考中數(shù)列會(huì)以單獨(dú)一道解答題的形式以凸顯其重要性,三角題、概率題、立體幾何題、數(shù)列題、解析幾何題、函數(shù)題是廣東高考經(jīng)常采用的解答題順序,數(shù)列題的地位可見一斑.我們僅僅掌握基本的題路是不夠的,除了基本解題思路和常規(guī)技巧外,掌握一些非常規(guī)的技巧也很必要,恰恰數(shù)列部分聯(lián)系其它知識(shí)較多,非常規(guī)技巧也很多,區(qū)別于函數(shù)題單獨(dú)列題也說(shuō)明了這一點(diǎn).以下是自己的對(duì)此的點(diǎn)滴感悟,分以下幾個(gè)方面闡述.

      1. 利用等差(或等比)中項(xiàng)性質(zhì)簡(jiǎn)化繁瑣運(yùn)算

      在數(shù)列復(fù)習(xí)中訓(xùn)練考生的運(yùn)算求解能力有至關(guān)重要的作用,有的題目,對(duì)運(yùn)算能力強(qiáng)的考生可能是容易題,但對(duì)運(yùn)算能力不過硬的考生可能就是中等題甚至難題,通過數(shù)列知識(shí)的復(fù)習(xí)深化考生的運(yùn)算求解能力異常重要.運(yùn)用等差(或等比)中項(xiàng)的性質(zhì)簡(jiǎn)化運(yùn)算有出奇制勝的效果,歷年高考在中都有所體現(xiàn),不僅對(duì)考生的運(yùn)算求解能力有較高要求,同時(shí)要求考生有較強(qiáng)的抽象概括能力.

      例1. 等差數(shù)列{an}共有2n+1項(xiàng),其中奇數(shù)項(xiàng)之和為4,偶數(shù)項(xiàng)之和為3,則n=( ? )

      A. 3 ? ? ? ? ? B. 5 ? ? ? ? ? C. 7 ? ? ? ? ? D. 9

      【解析】依題意Sn=,因?yàn)閍n+1=,故Sn=(2n+1)an+1,即an+1為等差中項(xiàng),顯然奇數(shù)項(xiàng)有n+1項(xiàng),偶數(shù)項(xiàng)有n項(xiàng),且n和n+1必有一個(gè)為奇數(shù),若n+1為奇數(shù),同理可得奇數(shù)項(xiàng)之和為S奇=(n+1)an+1,所以==,解得n=3,故選A. 若n為奇數(shù),則==,同樣解得n=3,故選A.

      【評(píng)注】等差數(shù)列{an}中,2an+1=an+an+2,2an+k=an+an+2k,等比數(shù)列{an}中,a2n+1=anan+2,a2n+k=anan+2k,這是等差(或等比)中項(xiàng)的性質(zhì),數(shù)列解題中,正確使用這一性質(zhì)可以大大簡(jiǎn)化運(yùn)算,此類題若用傳統(tǒng)方法回歸到首項(xiàng)、公差(或公比)解決,運(yùn)算量會(huì)繁瑣很多.

      2. 回歸到定義通過邏輯推理得出結(jié)果

      邏輯推理能力是數(shù)學(xué)能力的重要方面,數(shù)列復(fù)習(xí)也不例外.數(shù)列復(fù)習(xí)需要強(qiáng)化考生對(duì)函數(shù)、方程、不等式等知識(shí)板塊理解和掌握,切不可因?yàn)橛?xùn)練增多而忽略定義的作用,有時(shí)審題也需要回歸到定義用邏輯推理尋找路子.

      例2. 設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,若數(shù)列{2a1an}為遞減數(shù)列,則( )

      A. d<0 ? ? ? ?B. d>0 ? ? ? ?C.a1d<0 ? ? ? ?D.a1d>0

      【解析】令bn=2a1an,因?yàn)閿?shù)列{2a1an}為遞減數(shù)列,所以bn+1-bn=2a1an+1-2a1an=2a1(an+1-an)=2a1d<0,即a1d<0 .選C.

      【評(píng)注】數(shù)列知識(shí)是高中代數(shù)的主干知識(shí),要求考生重點(diǎn)把握,數(shù)列知識(shí)以其多變的形式和靈活的解題方法備受命題者青睞,本例中推理出數(shù)列{2a1an}為遞減數(shù)列是關(guān)鍵.

      例3. 已知數(shù)列{an}和{bn}滿足:a1=?姿,an+1=an+n-4n,bn=(-1)n(an-3n+21),其中?姿為實(shí)數(shù),n為正整數(shù).(1)求證:對(duì)一切實(shí)數(shù)?姿,{an}不是等比數(shù)列;(2)求證:當(dāng)?姿≠-18時(shí),數(shù)列{bn}是等比數(shù)列.

      【解析】(1)證明:假設(shè)存在一個(gè)實(shí)數(shù)?姿,使{an}是等比數(shù)列,則有a22=a1a2,即(?姿-3)2=?姿(?姿-4)?圳?姿2-4?姿+9=?姿2-4?姿?圳9=0,矛盾.

      所以{an}不是等比數(shù)列.

      (2)證明:∵bn+1=(-1)n+1[an+1-3(n+1)+21]=(-1)n+1(an-2n+14)

      =-(-1)(an-3n+21)=-bn .

      又?姿≠-18,∴b1=-(?姿+18)≠0. 由上式知bn≠0,∴=-(n∈N?鄢),故當(dāng)?姿≠-18時(shí),數(shù)列{bn}是以-(?姿+18)為首項(xiàng),-為公比的等比數(shù)列.

      【評(píng)注】本小題主要考查等比數(shù)列的定義、數(shù)列求和等基礎(chǔ)知識(shí)和基本的運(yùn)算技能,考查分析問題能力和推理能力,等比數(shù)列的定義隱含條件是項(xiàng)與公比都不為0,第(1)小題還用到反證法.

      3. 從認(rèn)知?jiǎng)右蛑型诰螂[含條件類比數(shù)量關(guān)系

      第一輪復(fù)習(xí)主要就是要抓基礎(chǔ)、抓重點(diǎn)、抓落實(shí),數(shù)列題的基本功就是基本的數(shù)值運(yùn)算.等差數(shù)列、等比數(shù)列通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式的運(yùn)用,疊加法、疊乘法、錯(cuò)位相減法等基本的運(yùn)算技巧,基本題往往可以練就基本功.從另外一個(gè)角度看僅有這些是不夠的,人的認(rèn)知?jiǎng)右螂m然不盡相同,但也有一定規(guī)律,需要考生去挖掘,沒準(zhǔn)兒能挖除我沒想要的.

      例4. 等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=48,前2n項(xiàng)和S2n=60,求其前3n項(xiàng)和S3n.

      【解析】等比數(shù)列{an}中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n仍然成等比數(shù)列,依題意,S2n-Sn=60-48=12,故等比數(shù)列Sn,S2n-Sn,S3n-S2n的公比為=,∴ S3n-S2n=12×=3,∴ S3n=S2n+3=60+3=63.endprint

      【評(píng)注】挖掘隱含條件的分析來(lái)自認(rèn)知?jiǎng)右虻募せ?,?lián)想到等差數(shù)列的類似題目,必須分清前n項(xiàng)和、次n項(xiàng)和、后n項(xiàng)和與本體條件中的前n項(xiàng)和、前2n項(xiàng)和、前3n項(xiàng)和的關(guān)聯(lián)性以及不同點(diǎn).為了挖掘其隱含條件,易知等差數(shù)列的前n項(xiàng)和、次n項(xiàng)和、后n項(xiàng)和還是成等差數(shù)列的,類比到等比數(shù)列,間隔相同的“等長(zhǎng)片段和”也成等比數(shù)列.這既可證明,又可以從特殊激活一般的策略. 等比數(shù)列{an}中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,,仍然成等比數(shù)列,類似的結(jié)論可以引導(dǎo)考生去發(fā)現(xiàn),最好不要直接給出,因?yàn)榭忌菀渍莆?,引領(lǐng)考生多發(fā)現(xiàn),熟能生巧.

      4. 使用特殊化思想指引解題思路

      特殊化思想,在數(shù)學(xué)解題中是一種重要思想,稍加留意就能體會(huì)到,數(shù)列題也不例外,唯物辯證法告訴我們:一般存在于特殊之中,任何一般都有特殊的一部分,特殊化思想,有時(shí)可以講一般性的問題退到特殊問題,最終以退為進(jìn),解決問題.

      例5. 設(shè)無(wú)窮等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,

      (1)若首項(xiàng)a1=,公差d=1,求滿足=(Sk)2的正整數(shù)k;

      (2)求所有的無(wú)窮等差數(shù)列{an},使得對(duì)于一切正整數(shù)k都有=(Sk)2成立.

      【解析】(1)設(shè)無(wú)窮等差數(shù)列{an}的公差為d,=(Sk)2中分別取k=1,2得S1=(S1)2且S4=(S2)2,即a1=(a1)2且4a1+d=(2a1+d)2,解得a=0,d=0或6,a=0,d=0或2,反過來(lái)代入=(Sk)2檢驗(yàn)得符合條件的有三組解:a=0,d=0,a=1,d=0,a=1,d=2.所以,滿足條件的無(wú)窮等差數(shù)列{an}有:an=0,an=1, an=2n-1三個(gè).

      【評(píng)注】對(duì)于式子=(Sk)2,一般考生都會(huì)認(rèn)為是要證明k2a1=d=(ka1+d)2對(duì)一切正整數(shù)k都成立,但式子過于繁瑣不好化簡(jiǎn),很多考生會(huì)不了了之.如果將一切正整數(shù)k退化成k=1,2的情況就可以找到所有這樣的等差數(shù)列.此題也是當(dāng)年高考的亮點(diǎn),很多行家推崇,本例也體現(xiàn)了命題的創(chuàng)新.

      5. 運(yùn)用最鄰近數(shù)學(xué)知識(shí)探索自然思路

      數(shù)列解題不僅是掌握知識(shí)、提高能力的途徑,同時(shí)也是一門藝術(shù),等差數(shù)列、等比數(shù)列通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式的運(yùn)用,首項(xiàng)、公差(公比)、項(xiàng)數(shù)、通項(xiàng)、前n項(xiàng)和這些基本量之間的計(jì)算盡可能追求思路的自然流暢、方法的簡(jiǎn)單明了體現(xiàn)了數(shù)列題的美感.但考生犯怵的是,有時(shí)想到怎么做容易可做起來(lái)很難.尤其是一些數(shù)列考題拘泥于某種章法而思路狹窄,或追求另類奇特的問題情境.這時(shí)能考慮一下其最鄰近的數(shù)學(xué)知識(shí),興許能柳暗花明.

      例6. 正項(xiàng)等比數(shù)列{an}中,T=a1a2…an,S=a1+a2+…+an,試用S,T表示Q=++…+.

      【解析】設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,則

      Q=(qn-1+qn-2+…+1)=(a1qn-1+a1qn-2+…+a1)==.

      由T=a1a2…an=a1·a1q·…·a1qn-1=an1,a1=,從而Q=.

      【評(píng)注】傳統(tǒng)等比數(shù)列的解法認(rèn)為通過a1,q表示S,T,再通過a1,q找S,T,Q之間的等量關(guān)系,這樣思路簡(jiǎn)單,但做起來(lái)很繁瑣,還得討論公比q=1和q≠1兩種情況.這是局限于常規(guī)解題思路的結(jié)果,嘗試非傳統(tǒng)甚至非主流的解題技巧也許會(huì)大有不同.構(gòu)造倒序?qū)ε际酱蚱瞥R?guī),事實(shí)上等比數(shù)列最直接的形式是通項(xiàng)公式an=a1qn-1,由Q=++…+想到找最小公分母后通分在求和就會(huì)自然而簡(jiǎn)單,再說(shuō)也可以省掉討論公比q=1和q≠1兩種情況.考生來(lái)講的確是個(gè)難點(diǎn),本輪復(fù)習(xí)可以特意加強(qiáng)字母運(yùn)算的訓(xùn)練.

      6. 利用函數(shù)思想探究遞推數(shù)列的通項(xiàng)公式

      數(shù)列題對(duì)思想方法特別是函數(shù)思想有較高要求,數(shù)列本身就是離散函數(shù).等差數(shù)列、等比數(shù)列的定義體現(xiàn)了最簡(jiǎn)單的遞推關(guān)系,但等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和為Sn公式的推導(dǎo)過程卻隱藏著疊加法、疊乘法、錯(cuò)位相減法不完全歸納法等數(shù)學(xué)方法.從中提煉這些方法并把它用于其它題目中,這本身就是提高悟性的表現(xiàn). 對(duì)于這種比較難的題目,除了具備深厚的數(shù)學(xué)專業(yè)知識(shí)外,還需要具備閱讀理解能力、數(shù)學(xué)探究能力、應(yīng)用能力、是學(xué)習(xí)能力. 閱讀理解能力即要讀懂?dāng)?shù)學(xué)題目所講的內(nèi)容,包含題目中的隱含條件,一般認(rèn)為一流考生的標(biāo)準(zhǔn)就是審題時(shí)間和作答時(shí)間是五五開;數(shù)學(xué)探究能力即就是題目的結(jié)論不明確,聯(lián)想自己過去做的題;應(yīng)用能力即將一些數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活的某些方面相結(jié)合; 學(xué)習(xí)能力即題目給出的一些新信息,這可以是一個(gè)新的定義,把這個(gè)信息與所學(xué)的知識(shí)結(jié)合起來(lái),這就看誰(shuí)能夠領(lǐng)會(huì),領(lǐng)會(huì)以后很快把自己過去的知識(shí)結(jié)合起來(lái).

      例7. ?已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足Sn-Sn-2 =3(-)n-1(n≥3),且S1=1,S2=-求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.

      【解析】先考慮偶數(shù)項(xiàng)有:S2n-S2n-2=3·(-)2n-1=-3·()2n-1,

      S2n-2-S2n-4=3·(-)2n-3=-3·()2n-3,S4-S2=2·(-)3=-3·()3.

      ∴S2n=S2-3[()2n-1+()2n-3+…+()3]

      =-3[()2n-1+()2n-3+…+()3+]

      =-3·=-4[-·()n]

      =-2+()2n-1(n≥1).

      同理考慮奇數(shù)項(xiàng)有:S2n-1-S2n-1=3(-)2n=3·()2n.

      S2n-1-S2n-3=3·(-)2n-2=3·()2n-2·…·S3-S1=3·(-)2=3·(-)2.

      ∴ S2n+1=S1+3[()2n+()2n-2+…+()2]=2-()2n(n≥1).

      ∴ a2n+1=S2n+1-S2n=2-()2n-(-2+()2n-1)=4-3·()2n(n≥1).

      a2n=S2n-S2n-1=-2+()2n-(2-()2n-1)=-4+3·()2n-1)(n≥1).

      a1=S1=1.

      綜合可得an=4-3·()n-1,n為奇數(shù)-4+3·()n-1.n為偶數(shù)

      【評(píng)注】本題的定位是壓軸題,很有難度,在數(shù)列中,屬于已知數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn來(lái)求通項(xiàng)公式,經(jīng)過仔細(xì)推敲發(fā)現(xiàn)該數(shù)列的奇數(shù)項(xiàng)與偶數(shù)項(xiàng)相鄰的兩個(gè)之間的差為等比數(shù)列,利用累加法求出前n項(xiàng)和Sn的公式,最后再利用前n項(xiàng)和Sn來(lái)求通項(xiàng)公式,通常累加法可以解決數(shù)列中相鄰兩項(xiàng)的差成等比數(shù)列或有規(guī)律的關(guān)系,此例可以采用累加法解決.

      7. 結(jié)束語(yǔ)

      現(xiàn)在高考備考都流行務(wù)實(shí)備考,簡(jiǎn)單說(shuō)就是針對(duì)自己,合理規(guī)劃.低效的、吃力不討好的事少做或不做,數(shù)列部分更是如此.數(shù)列這個(gè)部分,需要考生在對(duì)基本知識(shí)、基本技巧掌握的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)一些非常規(guī)技巧,非常規(guī)技巧起的是“錦上添花”而非“雪中送炭”的作用.需要考生站在更高的角度,才能看得更遠(yuǎn).

      (作者單位:南雄市第一中學(xué))

      責(zé)任編校 ? 徐國(guó)堅(jiān)endprint

      【評(píng)注】挖掘隱含條件的分析來(lái)自認(rèn)知?jiǎng)右虻募せ?,?lián)想到等差數(shù)列的類似題目,必須分清前n項(xiàng)和、次n項(xiàng)和、后n項(xiàng)和與本體條件中的前n項(xiàng)和、前2n項(xiàng)和、前3n項(xiàng)和的關(guān)聯(lián)性以及不同點(diǎn).為了挖掘其隱含條件,易知等差數(shù)列的前n項(xiàng)和、次n項(xiàng)和、后n項(xiàng)和還是成等差數(shù)列的,類比到等比數(shù)列,間隔相同的“等長(zhǎng)片段和”也成等比數(shù)列.這既可證明,又可以從特殊激活一般的策略. 等比數(shù)列{an}中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,,仍然成等比數(shù)列,類似的結(jié)論可以引導(dǎo)考生去發(fā)現(xiàn),最好不要直接給出,因?yàn)榭忌菀渍莆?,引領(lǐng)考生多發(fā)現(xiàn),熟能生巧.

      4. 使用特殊化思想指引解題思路

      特殊化思想,在數(shù)學(xué)解題中是一種重要思想,稍加留意就能體會(huì)到,數(shù)列題也不例外,唯物辯證法告訴我們:一般存在于特殊之中,任何一般都有特殊的一部分,特殊化思想,有時(shí)可以講一般性的問題退到特殊問題,最終以退為進(jìn),解決問題.

      例5. 設(shè)無(wú)窮等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,

      (1)若首項(xiàng)a1=,公差d=1,求滿足=(Sk)2的正整數(shù)k;

      (2)求所有的無(wú)窮等差數(shù)列{an},使得對(duì)于一切正整數(shù)k都有=(Sk)2成立.

      【解析】(1)設(shè)無(wú)窮等差數(shù)列{an}的公差為d,=(Sk)2中分別取k=1,2得S1=(S1)2且S4=(S2)2,即a1=(a1)2且4a1+d=(2a1+d)2,解得a=0,d=0或6,a=0,d=0或2,反過來(lái)代入=(Sk)2檢驗(yàn)得符合條件的有三組解:a=0,d=0,a=1,d=0,a=1,d=2.所以,滿足條件的無(wú)窮等差數(shù)列{an}有:an=0,an=1, an=2n-1三個(gè).

      【評(píng)注】對(duì)于式子=(Sk)2,一般考生都會(huì)認(rèn)為是要證明k2a1=d=(ka1+d)2對(duì)一切正整數(shù)k都成立,但式子過于繁瑣不好化簡(jiǎn),很多考生會(huì)不了了之.如果將一切正整數(shù)k退化成k=1,2的情況就可以找到所有這樣的等差數(shù)列.此題也是當(dāng)年高考的亮點(diǎn),很多行家推崇,本例也體現(xiàn)了命題的創(chuàng)新.

      5. 運(yùn)用最鄰近數(shù)學(xué)知識(shí)探索自然思路

      數(shù)列解題不僅是掌握知識(shí)、提高能力的途徑,同時(shí)也是一門藝術(shù),等差數(shù)列、等比數(shù)列通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式的運(yùn)用,首項(xiàng)、公差(公比)、項(xiàng)數(shù)、通項(xiàng)、前n項(xiàng)和這些基本量之間的計(jì)算盡可能追求思路的自然流暢、方法的簡(jiǎn)單明了體現(xiàn)了數(shù)列題的美感.但考生犯怵的是,有時(shí)想到怎么做容易可做起來(lái)很難.尤其是一些數(shù)列考題拘泥于某種章法而思路狹窄,或追求另類奇特的問題情境.這時(shí)能考慮一下其最鄰近的數(shù)學(xué)知識(shí),興許能柳暗花明.

      例6. 正項(xiàng)等比數(shù)列{an}中,T=a1a2…an,S=a1+a2+…+an,試用S,T表示Q=++…+.

      【解析】設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,則

      Q=(qn-1+qn-2+…+1)=(a1qn-1+a1qn-2+…+a1)==.

      由T=a1a2…an=a1·a1q·…·a1qn-1=an1,a1=,從而Q=.

      【評(píng)注】傳統(tǒng)等比數(shù)列的解法認(rèn)為通過a1,q表示S,T,再通過a1,q找S,T,Q之間的等量關(guān)系,這樣思路簡(jiǎn)單,但做起來(lái)很繁瑣,還得討論公比q=1和q≠1兩種情況.這是局限于常規(guī)解題思路的結(jié)果,嘗試非傳統(tǒng)甚至非主流的解題技巧也許會(huì)大有不同.構(gòu)造倒序?qū)ε际酱蚱瞥R?guī),事實(shí)上等比數(shù)列最直接的形式是通項(xiàng)公式an=a1qn-1,由Q=++…+想到找最小公分母后通分在求和就會(huì)自然而簡(jiǎn)單,再說(shuō)也可以省掉討論公比q=1和q≠1兩種情況.考生來(lái)講的確是個(gè)難點(diǎn),本輪復(fù)習(xí)可以特意加強(qiáng)字母運(yùn)算的訓(xùn)練.

      6. 利用函數(shù)思想探究遞推數(shù)列的通項(xiàng)公式

      數(shù)列題對(duì)思想方法特別是函數(shù)思想有較高要求,數(shù)列本身就是離散函數(shù).等差數(shù)列、等比數(shù)列的定義體現(xiàn)了最簡(jiǎn)單的遞推關(guān)系,但等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和為Sn公式的推導(dǎo)過程卻隱藏著疊加法、疊乘法、錯(cuò)位相減法不完全歸納法等數(shù)學(xué)方法.從中提煉這些方法并把它用于其它題目中,這本身就是提高悟性的表現(xiàn). 對(duì)于這種比較難的題目,除了具備深厚的數(shù)學(xué)專業(yè)知識(shí)外,還需要具備閱讀理解能力、數(shù)學(xué)探究能力、應(yīng)用能力、是學(xué)習(xí)能力. 閱讀理解能力即要讀懂?dāng)?shù)學(xué)題目所講的內(nèi)容,包含題目中的隱含條件,一般認(rèn)為一流考生的標(biāo)準(zhǔn)就是審題時(shí)間和作答時(shí)間是五五開;數(shù)學(xué)探究能力即就是題目的結(jié)論不明確,聯(lián)想自己過去做的題;應(yīng)用能力即將一些數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活的某些方面相結(jié)合; 學(xué)習(xí)能力即題目給出的一些新信息,這可以是一個(gè)新的定義,把這個(gè)信息與所學(xué)的知識(shí)結(jié)合起來(lái),這就看誰(shuí)能夠領(lǐng)會(huì),領(lǐng)會(huì)以后很快把自己過去的知識(shí)結(jié)合起來(lái).

      例7. ?已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足Sn-Sn-2 =3(-)n-1(n≥3),且S1=1,S2=-求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.

      【解析】先考慮偶數(shù)項(xiàng)有:S2n-S2n-2=3·(-)2n-1=-3·()2n-1,

      S2n-2-S2n-4=3·(-)2n-3=-3·()2n-3,S4-S2=2·(-)3=-3·()3.

      ∴S2n=S2-3[()2n-1+()2n-3+…+()3]

      =-3[()2n-1+()2n-3+…+()3+]

      =-3·=-4[-·()n]

      =-2+()2n-1(n≥1).

      同理考慮奇數(shù)項(xiàng)有:S2n-1-S2n-1=3(-)2n=3·()2n.

      S2n-1-S2n-3=3·(-)2n-2=3·()2n-2·…·S3-S1=3·(-)2=3·(-)2.

      ∴ S2n+1=S1+3[()2n+()2n-2+…+()2]=2-()2n(n≥1).

      ∴ a2n+1=S2n+1-S2n=2-()2n-(-2+()2n-1)=4-3·()2n(n≥1).

      a2n=S2n-S2n-1=-2+()2n-(2-()2n-1)=-4+3·()2n-1)(n≥1).

      a1=S1=1.

      綜合可得an=4-3·()n-1,n為奇數(shù)-4+3·()n-1.n為偶數(shù)

      【評(píng)注】本題的定位是壓軸題,很有難度,在數(shù)列中,屬于已知數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn來(lái)求通項(xiàng)公式,經(jīng)過仔細(xì)推敲發(fā)現(xiàn)該數(shù)列的奇數(shù)項(xiàng)與偶數(shù)項(xiàng)相鄰的兩個(gè)之間的差為等比數(shù)列,利用累加法求出前n項(xiàng)和Sn的公式,最后再利用前n項(xiàng)和Sn來(lái)求通項(xiàng)公式,通常累加法可以解決數(shù)列中相鄰兩項(xiàng)的差成等比數(shù)列或有規(guī)律的關(guān)系,此例可以采用累加法解決.

      7. 結(jié)束語(yǔ)

      現(xiàn)在高考備考都流行務(wù)實(shí)備考,簡(jiǎn)單說(shuō)就是針對(duì)自己,合理規(guī)劃.低效的、吃力不討好的事少做或不做,數(shù)列部分更是如此.數(shù)列這個(gè)部分,需要考生在對(duì)基本知識(shí)、基本技巧掌握的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)一些非常規(guī)技巧,非常規(guī)技巧起的是“錦上添花”而非“雪中送炭”的作用.需要考生站在更高的角度,才能看得更遠(yuǎn).

      (作者單位:南雄市第一中學(xué))

      責(zé)任編校 ? 徐國(guó)堅(jiān)endprint

      【評(píng)注】挖掘隱含條件的分析來(lái)自認(rèn)知?jiǎng)右虻募せ?,?lián)想到等差數(shù)列的類似題目,必須分清前n項(xiàng)和、次n項(xiàng)和、后n項(xiàng)和與本體條件中的前n項(xiàng)和、前2n項(xiàng)和、前3n項(xiàng)和的關(guān)聯(lián)性以及不同點(diǎn).為了挖掘其隱含條件,易知等差數(shù)列的前n項(xiàng)和、次n項(xiàng)和、后n項(xiàng)和還是成等差數(shù)列的,類比到等比數(shù)列,間隔相同的“等長(zhǎng)片段和”也成等比數(shù)列.這既可證明,又可以從特殊激活一般的策略. 等比數(shù)列{an}中,Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,,仍然成等比數(shù)列,類似的結(jié)論可以引導(dǎo)考生去發(fā)現(xiàn),最好不要直接給出,因?yàn)榭忌菀渍莆?,引領(lǐng)考生多發(fā)現(xiàn),熟能生巧.

      4. 使用特殊化思想指引解題思路

      特殊化思想,在數(shù)學(xué)解題中是一種重要思想,稍加留意就能體會(huì)到,數(shù)列題也不例外,唯物辯證法告訴我們:一般存在于特殊之中,任何一般都有特殊的一部分,特殊化思想,有時(shí)可以講一般性的問題退到特殊問題,最終以退為進(jìn),解決問題.

      例5. 設(shè)無(wú)窮等差數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,

      (1)若首項(xiàng)a1=,公差d=1,求滿足=(Sk)2的正整數(shù)k;

      (2)求所有的無(wú)窮等差數(shù)列{an},使得對(duì)于一切正整數(shù)k都有=(Sk)2成立.

      【解析】(1)設(shè)無(wú)窮等差數(shù)列{an}的公差為d,=(Sk)2中分別取k=1,2得S1=(S1)2且S4=(S2)2,即a1=(a1)2且4a1+d=(2a1+d)2,解得a=0,d=0或6,a=0,d=0或2,反過來(lái)代入=(Sk)2檢驗(yàn)得符合條件的有三組解:a=0,d=0,a=1,d=0,a=1,d=2.所以,滿足條件的無(wú)窮等差數(shù)列{an}有:an=0,an=1, an=2n-1三個(gè).

      【評(píng)注】對(duì)于式子=(Sk)2,一般考生都會(huì)認(rèn)為是要證明k2a1=d=(ka1+d)2對(duì)一切正整數(shù)k都成立,但式子過于繁瑣不好化簡(jiǎn),很多考生會(huì)不了了之.如果將一切正整數(shù)k退化成k=1,2的情況就可以找到所有這樣的等差數(shù)列.此題也是當(dāng)年高考的亮點(diǎn),很多行家推崇,本例也體現(xiàn)了命題的創(chuàng)新.

      5. 運(yùn)用最鄰近數(shù)學(xué)知識(shí)探索自然思路

      數(shù)列解題不僅是掌握知識(shí)、提高能力的途徑,同時(shí)也是一門藝術(shù),等差數(shù)列、等比數(shù)列通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式的運(yùn)用,首項(xiàng)、公差(公比)、項(xiàng)數(shù)、通項(xiàng)、前n項(xiàng)和這些基本量之間的計(jì)算盡可能追求思路的自然流暢、方法的簡(jiǎn)單明了體現(xiàn)了數(shù)列題的美感.但考生犯怵的是,有時(shí)想到怎么做容易可做起來(lái)很難.尤其是一些數(shù)列考題拘泥于某種章法而思路狹窄,或追求另類奇特的問題情境.這時(shí)能考慮一下其最鄰近的數(shù)學(xué)知識(shí),興許能柳暗花明.

      例6. 正項(xiàng)等比數(shù)列{an}中,T=a1a2…an,S=a1+a2+…+an,試用S,T表示Q=++…+.

      【解析】設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,則

      Q=(qn-1+qn-2+…+1)=(a1qn-1+a1qn-2+…+a1)==.

      由T=a1a2…an=a1·a1q·…·a1qn-1=an1,a1=,從而Q=.

      【評(píng)注】傳統(tǒng)等比數(shù)列的解法認(rèn)為通過a1,q表示S,T,再通過a1,q找S,T,Q之間的等量關(guān)系,這樣思路簡(jiǎn)單,但做起來(lái)很繁瑣,還得討論公比q=1和q≠1兩種情況.這是局限于常規(guī)解題思路的結(jié)果,嘗試非傳統(tǒng)甚至非主流的解題技巧也許會(huì)大有不同.構(gòu)造倒序?qū)ε际酱蚱瞥R?guī),事實(shí)上等比數(shù)列最直接的形式是通項(xiàng)公式an=a1qn-1,由Q=++…+想到找最小公分母后通分在求和就會(huì)自然而簡(jiǎn)單,再說(shuō)也可以省掉討論公比q=1和q≠1兩種情況.考生來(lái)講的確是個(gè)難點(diǎn),本輪復(fù)習(xí)可以特意加強(qiáng)字母運(yùn)算的訓(xùn)練.

      6. 利用函數(shù)思想探究遞推數(shù)列的通項(xiàng)公式

      數(shù)列題對(duì)思想方法特別是函數(shù)思想有較高要求,數(shù)列本身就是離散函數(shù).等差數(shù)列、等比數(shù)列的定義體現(xiàn)了最簡(jiǎn)單的遞推關(guān)系,但等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和為Sn公式的推導(dǎo)過程卻隱藏著疊加法、疊乘法、錯(cuò)位相減法不完全歸納法等數(shù)學(xué)方法.從中提煉這些方法并把它用于其它題目中,這本身就是提高悟性的表現(xiàn). 對(duì)于這種比較難的題目,除了具備深厚的數(shù)學(xué)專業(yè)知識(shí)外,還需要具備閱讀理解能力、數(shù)學(xué)探究能力、應(yīng)用能力、是學(xué)習(xí)能力. 閱讀理解能力即要讀懂?dāng)?shù)學(xué)題目所講的內(nèi)容,包含題目中的隱含條件,一般認(rèn)為一流考生的標(biāo)準(zhǔn)就是審題時(shí)間和作答時(shí)間是五五開;數(shù)學(xué)探究能力即就是題目的結(jié)論不明確,聯(lián)想自己過去做的題;應(yīng)用能力即將一些數(shù)學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活的某些方面相結(jié)合; 學(xué)習(xí)能力即題目給出的一些新信息,這可以是一個(gè)新的定義,把這個(gè)信息與所學(xué)的知識(shí)結(jié)合起來(lái),這就看誰(shuí)能夠領(lǐng)會(huì),領(lǐng)會(huì)以后很快把自己過去的知識(shí)結(jié)合起來(lái).

      例7. ?已知數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn滿足Sn-Sn-2 =3(-)n-1(n≥3),且S1=1,S2=-求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.

      【解析】先考慮偶數(shù)項(xiàng)有:S2n-S2n-2=3·(-)2n-1=-3·()2n-1,

      S2n-2-S2n-4=3·(-)2n-3=-3·()2n-3,S4-S2=2·(-)3=-3·()3.

      ∴S2n=S2-3[()2n-1+()2n-3+…+()3]

      =-3[()2n-1+()2n-3+…+()3+]

      =-3·=-4[-·()n]

      =-2+()2n-1(n≥1).

      同理考慮奇數(shù)項(xiàng)有:S2n-1-S2n-1=3(-)2n=3·()2n.

      S2n-1-S2n-3=3·(-)2n-2=3·()2n-2·…·S3-S1=3·(-)2=3·(-)2.

      ∴ S2n+1=S1+3[()2n+()2n-2+…+()2]=2-()2n(n≥1).

      ∴ a2n+1=S2n+1-S2n=2-()2n-(-2+()2n-1)=4-3·()2n(n≥1).

      a2n=S2n-S2n-1=-2+()2n-(2-()2n-1)=-4+3·()2n-1)(n≥1).

      a1=S1=1.

      綜合可得an=4-3·()n-1,n為奇數(shù)-4+3·()n-1.n為偶數(shù)

      【評(píng)注】本題的定位是壓軸題,很有難度,在數(shù)列中,屬于已知數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn來(lái)求通項(xiàng)公式,經(jīng)過仔細(xì)推敲發(fā)現(xiàn)該數(shù)列的奇數(shù)項(xiàng)與偶數(shù)項(xiàng)相鄰的兩個(gè)之間的差為等比數(shù)列,利用累加法求出前n項(xiàng)和Sn的公式,最后再利用前n項(xiàng)和Sn來(lái)求通項(xiàng)公式,通常累加法可以解決數(shù)列中相鄰兩項(xiàng)的差成等比數(shù)列或有規(guī)律的關(guān)系,此例可以采用累加法解決.

      7. 結(jié)束語(yǔ)

      現(xiàn)在高考備考都流行務(wù)實(shí)備考,簡(jiǎn)單說(shuō)就是針對(duì)自己,合理規(guī)劃.低效的、吃力不討好的事少做或不做,數(shù)列部分更是如此.數(shù)列這個(gè)部分,需要考生在對(duì)基本知識(shí)、基本技巧掌握的基礎(chǔ)上,學(xué)習(xí)一些非常規(guī)技巧,非常規(guī)技巧起的是“錦上添花”而非“雪中送炭”的作用.需要考生站在更高的角度,才能看得更遠(yuǎn).

      (作者單位:南雄市第一中學(xué))

      責(zé)任編校 ? 徐國(guó)堅(jiān)endprint

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