遼寧省蓋州市第二高級中學(xué) 楊 軍
高中數(shù)學(xué)是一個整體結(jié)構(gòu)很強(qiáng)的學(xué)科,但是各個模塊又顯得有獨立的特色,數(shù)列就是這樣的和其他模塊有很多縱橫聯(lián)系又有其自身獨特知識體系的一個理論板塊,數(shù)列在理論上和實踐中均有較高的價值,是培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、理解能力、邏輯思維能力的絕好載體,高考對數(shù)列知識的考察在八十年代末發(fā)展到了極致,以后逐漸冷落,但最近幾年又逐漸升溫,隨著與大學(xué)知識的接軌,競賽題的釋放,很多省市的高考數(shù)學(xué)卷都把數(shù)列題作為壓軸題,而數(shù)列通項公式的求法又成為一個熱點。本文想總結(jié)一下在高中階段,求數(shù)列的通項公式的常用方法和策略。
觀察法就是觀察數(shù)列特征,找出各項共同的構(gòu)成規(guī)律,橫向看各項之間的關(guān)系結(jié)構(gòu),縱向看各項與項數(shù)n的內(nèi)在聯(lián)系,從而歸納出數(shù)列的通項公式,然后利用數(shù)學(xué)歸納法加以證明即可。
例1:在數(shù)列{an},{bn}中a1=2,b1=4且an,bn,an+1成等差數(shù)列,bn,an+1,bn+1成等比數(shù)列(n∈N*)。求a2,a3,a4及b2,b3,b4,由此猜測{an},{bn}的通項公式,并證明你的結(jié)論。
解:有題設(shè)條件得2bn=an+an+1,
a2n+1=bnbn+1
由此得a2=6,a3=12,a4=20,b2=9,b3=16,b4=25
猜測an=n(n+1),bn=(n+1)2
用數(shù)學(xué)歸納法證明:
(1)當(dāng)n=1時,有以上知結(jié)論成立;
所以當(dāng)n=k+1時,結(jié)論也成立,
由(1)(2),可知an=n(n+1),bn=(n+1)2對一切正整數(shù)都成立。
點評:采用數(shù)學(xué)歸納法證明多是理科教學(xué)內(nèi)容,較為容易,好掌握。
直接利用等差數(shù)列或等比數(shù)列的定義求通項的方法叫定義法,這種方法適應(yīng)于已知數(shù)列類型的題目。
例2:等差數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,前n項和為Sn,且a1,a3,a9成等比數(shù)列,求數(shù)列{an}的通項公式。
解:設(shè)數(shù)列{an}公差為d(d>0)
∵a1,a3,a9成等比數(shù)列,
點評:利用定義法求數(shù)列通項時要注意不用錯定義,設(shè)法求出首項與公差(公比)后再寫出通項。
若已知數(shù)列的前n項和Sn與an的關(guān)系,求數(shù)列{an}的通項an可用公式
例3:已知數(shù)列{an}的前n項和Sn滿足Sn=2an+(-1)n.(n≥1).求數(shù)列{an}的通項公式。
對于遞推公式確定的數(shù)列的求解,通??梢酝ㄟ^遞推公式的變換,轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列問題,有時也用到一些特殊的轉(zhuǎn)化方法與特殊數(shù)列。
遞推公式為an+1=an+f(n),其中f(1)+f(2)+…+f(n)的和比較易求,通常解法是把原遞推公式轉(zhuǎn)化為an+1-an=f(n),利用累加法(逐差相加法)求解。
解:由已知得,
令n=1,2,…,(n-1),代入(n-1)個等式累和,即
總之,求數(shù)列通項公式的方法并不滿足以上所述,對于同一問題的求解也不僅是一種方法,只有在平時學(xué)習(xí)與探究過程中不斷地體會與總結(jié),將知識與方法學(xué)活,才可以做到游刃有余。