蔣鑫
【摘 要】探討數(shù)列所涉及的幾個探索性問題,闡述學(xué)習(xí)數(shù)列的幾種策略:夯實基礎(chǔ),掌握基礎(chǔ)概念;熟練掌握通項公式和方法;利用數(shù)列求和,拓展思維;結(jié)合函數(shù),提高數(shù)列問題的解題能力。
【關(guān)鍵詞】數(shù)列 ?通項公式 ?拓展思維
【中圖分類號】G ?【文獻標識碼】A
【文章編號】0450-9889(2015)12B-0065-02
在高中數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)中,數(shù)列的知識在必修五整本中雖然所占比重不多,但是它卻具有重要的作用,具有實際應(yīng)用的價值。不管是現(xiàn)階段高中生期中、期末的考試,還是公務(wù)員考試、事業(yè)編考試,數(shù)列這一題型都常常出現(xiàn)。所以在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,數(shù)列教學(xué)成了我們必不可少的重要內(nèi)容,數(shù)列教學(xué)中所涉及的問題也成為我們要研究的對象。
一、夯實基礎(chǔ),掌握基礎(chǔ)概念
在數(shù)列學(xué)習(xí)中,首先應(yīng)該把基本概念理解并記住,然后才能掌握其核心內(nèi)容。只有把基本的知識把握好,才能進行更深入的學(xué)習(xí),打好基礎(chǔ)才能走得更遠。對于數(shù)列學(xué)習(xí)也是這樣,那么如何把握數(shù)列的基本概念呢?數(shù)列的基本概念就是它的定義,它的核心是通項與求和公式及其運用。接下來我們通過幾個實例來探究數(shù)列教學(xué)中基礎(chǔ)概念的學(xué)習(xí)。
比如在蘇教版高中數(shù)學(xué)《數(shù)列》第一節(jié)等差數(shù)列的學(xué)習(xí)中,課本上已經(jīng)把等差數(shù)列的通項公式及前n項和公式明確告訴我們了,等差數(shù)列的通項公式為an=a1+(n-1)×d,等差數(shù)列的前n項和公式為,所以遇到求通項公式或求和的題目時,我們直接套用公式即可。比如:
例1 ?已知{an}為等差數(shù)列,Sn為其前n項的和,(n∈ N+),若a3=6,S20=20,那么S10=( ?)。
這是一個基礎(chǔ)的題目,根據(jù)題目所給的數(shù)據(jù)帶入上面的兩個公式,很快就能算出a1=20,d=-2,最后求出S10=110。又比如:
例2 ?等差數(shù)列{an}中,S10=120,那么a1+a10=( ?)。
這也是一道基礎(chǔ)的題目,根據(jù)公式,數(shù)列和=(首項+末項)×項數(shù)÷2,即,把題目所提供的數(shù)字帶入上式,直接可以求出a1+a10=24。這種類型的題目只要把公式記牢,然后直接套用就可以了。
所以學(xué)習(xí)數(shù)列時一定要把公式、基本概念弄明白,這樣才能迅速地求出答案。萬變不離其宗,只要掌握好基本概念,打好基礎(chǔ),就能解決更深奧的問題,提高知識能力。
二、熟練掌握通項公式和方法
有很多題目類型是求數(shù)列的通項公式的,這種類型就需要我們把握解題方法,正確使用解題方法,才能解決問題。在數(shù)列這一系列問題中,采用比較多的方法就是累加法或累乘法求數(shù)列通項公式,根據(jù)Sn和an之間的數(shù)量關(guān)系或者遞推關(guān)系求通項公式。下面通過兩個例題來觀察解題方法。
在蘇教版高中數(shù)學(xué)《數(shù)列》的等差數(shù)列學(xué)習(xí)中,我們可以運用累加法來進行計算,通過累加法會使數(shù)列問題變得容易。比如:
例3 ?數(shù)列{an}中,a1=2,an+1=an+n×d(d是常數(shù),n為1,2,3…),且a1,a2,a3成公比不為1的等比數(shù)列。求d的值以及{an}的通項公式。
根據(jù)題意,我們不難求出d的值為2,但是{an}的通項公式就需要運用累加的方法來進行計算。在n≥2的情況下,有
a2-a1=d,a3-a2=2d,a4-a3=3d
以此類推得
an-an-1=(n-1)d
在等式的左邊相加得到
an-a1=[1+2+3+…+(n-1)]d=n(n-1)÷2×d
即an=n2-n+2
當n=1的時,a1=2也適用于上式,那它的通項公式就是an=n2-n+2。這就是運用累加法求得數(shù)列的通項公式。值得注意的一點是,在求出數(shù)列{an}的通項公式時,別忘了驗證當n=1的情況,有時候n=1不適合通項公式,這就需要我們把兩種情況分別列出來,保證答案的準確性。對于等比數(shù)列通項公式的求法,則需要借助累乘法,不能用累加法。但基本原理與累加法大同小異,學(xué)會用累乘法解決等比數(shù)列的問題,會降低解題難度。
所以在解決一些比較復(fù)雜的等差數(shù)列或等比數(shù)列問題時,我們一定要把握好方法,合理運用累加法或累乘法,這樣做能取得事半功倍的效果,讓難懂的數(shù)列知識變得簡單,避免學(xué)生對數(shù)列題產(chǎn)生枯燥厭煩的心理。
三、利用數(shù)列求和,拓展思維
學(xué)習(xí)數(shù)列知識時,進行數(shù)列求和過程就是我們拓展思路、活躍思維、提高數(shù)學(xué)能力的過程,因為相比于其他數(shù)學(xué)知識點,數(shù)列的難度還是較大的。要解決數(shù)列問題,不僅需要熟練掌握基本概念,而且還需要掌握合理的方法。解決數(shù)列問題也是考驗?zāi)芰Φ囊环N方法,在解題的過程中提高了能力、增強了數(shù)學(xué)思維。下面筆者通過實例來研究在解決數(shù)列求和的過程中培養(yǎng)的數(shù)學(xué)能力的方法。
比如在蘇教版高中數(shù)學(xué)《數(shù)列》這一章的學(xué)習(xí)中,出現(xiàn)一類既有等差數(shù)列,又有等比數(shù)列,而且是“等差乘以等比”類型的題目,對于這種有深度的問題,我們單單采用套用公式的做法是不能解決的。為了順利便捷地解決這類問題,我們探索出了一種“錯位相減”的方法。比如:
例4 ?已知{an}是等差數(shù)列,其前n項和是Sn,{bn}是等比數(shù)列,且a1=b2=2,a4+b4=27,S4-b4=10。
(1)求數(shù)列{an}和{bn}的通項公式;
(2)記Tn=anb1+an-1b2+…+a1bn(n∈ N+),證明Tn+12=-2an+10bn(n∈ N+)。
第一問很簡單,只需要根據(jù)等差數(shù)列和等比數(shù)列的性質(zhì)就可以求出。第二問比較復(fù)雜,仔細觀察發(fā)現(xiàn),要求Tn,其實也就是求等差乘以等比數(shù)列的前n項和。對這種類型,我們可以采取錯位相減法。先把等差數(shù)列的前n項和與等比數(shù)列的前n項和列出來,然后在式子的兩邊分別乘以等比數(shù)列的公比,最后錯一位,兩個式子相減就可以得出答案。當然這種錯位相減法需要大量的運算,對于一些沒有耐性的同學(xué)來說,會有一定的難度。對于這一部分同學(xué)來說,可以選擇另一種方法,用裂項相消的方法求和。所以在解決數(shù)列求和這一類型的數(shù)學(xué)題目時,有多種解題方法,同學(xué)們應(yīng)該選擇適合自己的一種方法來做,并熟練掌握,這樣才能不斷提高學(xué)習(xí)和解決問題的能力。
在數(shù)列求和這一問題的探索中,同學(xué)們可以在學(xué)習(xí)中多做一些有關(guān)數(shù)列求和的問題的題目,這樣做既能活躍思維,又能提高學(xué)習(xí)能力。
四、結(jié)合函數(shù),提高數(shù)列問題的解題能力
我們知道,其實數(shù)列也是一種函數(shù),只不過它的定義域是在正整數(shù)集,是一種特殊性質(zhì)的函數(shù)。既然數(shù)列是一種函數(shù),那么它就具有函數(shù)的性質(zhì)。這給命題者一種方向,就是把數(shù)列與函數(shù)相結(jié)合來命題,考查學(xué)生綜合運用知識的能力。下面主要通過具體的事例來探索如何利用數(shù)列與函數(shù)相結(jié)合的關(guān)系來求解相關(guān)問題。
比如在高中數(shù)學(xué)蘇教版《數(shù)列》這一章的學(xué)習(xí)中,我們遇到這樣的習(xí)題。
例5 ?設(shè)數(shù)列{an}的前n項和為Sn,已知a1=a,an+1=Sn+3n,(n∈ N+)。
(1)當bn=Sn-3n,求數(shù)列{bn}通項公式;
(2)若an+1≥an,(n∈ N+),求a的取值范圍。
在這一題中,第一問很簡單,把an+1=Sn+3n帶入bn=Sn-3n,很快就能求出答案?,F(xiàn)在觀察第二題,從題意我們可以看出,an+1≥an,所以這是一個單調(diào)遞增的數(shù)列,那我們可以列關(guān)系式an+1-an≥0是恒成立的,因此從這個等式中得出a的取值范圍。從這一題型看出,把數(shù)列與函數(shù)的單調(diào)性相結(jié)合,就可求出取值范圍。這就要求同學(xué)們學(xué)會靈活運用公式。當遇到這種類型題時,要想到函數(shù)的單調(diào)性,而不是運用什么“錯位相減法”“裂項相消法”等來解題。又比如在練習(xí)時,同學(xué)們會遇到數(shù)列的最值問題,其實要解決這種題,我們也可以運用函數(shù)的知識來解決。我們可以把等差數(shù)列當作未知數(shù)是n的一次函數(shù),把等比數(shù)列當作未知數(shù)是n的指數(shù)函數(shù),這樣我們在求極大值或極小值時,運用函數(shù)圖象就容易得到答案。
所以在運用函數(shù)進行解答數(shù)列問題時,需要同學(xué)們靈活運用,拓展思路,在不斷訓(xùn)練中,提高學(xué)生們的解題能力,拓展同學(xué)們數(shù)學(xué)思維,提高學(xué)生們的推理、計算的邏輯能力,同時不斷提高學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)成績。
數(shù)列是高中數(shù)學(xué)知識中非常重要的知識點,它還可以與三角函數(shù)、曲線方程等相交叉。命題者很喜歡把它們放在一起來考查學(xué)生們的綜合能力,所以數(shù)列知識的學(xué)習(xí)對每一位同學(xué)都有重要的意義。因此探索數(shù)列問題是必不可少的,它的研究有著極大的教學(xué)價值。教師要積極探索,盡可能詳細、簡單的地把數(shù)列知識點傳授給學(xué)生。
【參考文獻】
[1]陳子杏.淺談數(shù)列教學(xué)中的幾個問題[J].新課程(教師),2008(8)
[2]白曉潔.新課標下高中數(shù)學(xué)數(shù)列問題的研究[D].鄭州:河南師范大學(xué),2013