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        從2011年高考題談數(shù)列復(fù)習(xí)

        2012-04-29 00:00:00李剛豪

        一、重視等差數(shù)列、等比數(shù)列基本量的計算及常見數(shù)列的求和

        等差(等比)數(shù)列是由其基本量——首項與公差(公比)確定的. 在解決等差(等比)數(shù)列問題時,有時可將條件轉(zhuǎn)化為首項與公差(公比)之間的關(guān)系,使問題明朗化.比如,在等差數(shù)列中,可將a6轉(zhuǎn)化為a1+5d再進行計算.

        課本在推導(dǎo)等差數(shù)列和等比數(shù)列的各類公式時,使用了諸多數(shù)學(xué)方法.等差數(shù)列通項公式的推導(dǎo)使用了疊加法,等比數(shù)列通項公式的推導(dǎo)使用了迭乘法.等差數(shù)列前n項和公式的推導(dǎo)中使用了倒序相加法,等比數(shù)列前n項和公式的推導(dǎo)中使用了錯位相減法. 這些方法都可運用在解題中.

        遇到數(shù)列求和問題時,若對象為等差(等比)數(shù)列,可直接使用公式;若對象不是等差(等比)數(shù)列,則須考慮使用倒序相加法、錯位相減法和裂項相消法等方法.

        例1 (2011年高考數(shù)學(xué)浙江卷理科第19題) 已知公差不為0的等差數(shù)列{an}的首項a1為a(a∈R),設(shè)數(shù)列的前n項和為Sn,且■,■,■成等比數(shù)列.

        (1) 求數(shù)列{an}的通項公式及Sn;

        (2) 記An=■+■+■+…+■, Bn=■+■+■+…+■,當(dāng)n≥2時,試比較An與Bn的大小.

        分析:例1的綜合性較強,主要考查了等差數(shù)列與等比數(shù)列的概念和求和公式,以及不等式的基礎(chǔ)知識、分類討論思想等.

        解:(1) 設(shè)等差數(shù)列{an}的公差為d,由■2=■·■得(a1+d)2=a1·(a1+3d). ∵ d≠0,a1=a, ∴ d=a. ∴ an=na,Sn=■.

        (2) 由(1)得■=■■-■, ∴ An=■+■+■+…+■=■1-■. ∵ a2n-1=2n-1a, ∴ Bn=■+■+■+…+■=■1+■+■+…+■=■·■=■1-■. ∵ 當(dāng)n≥2時,2n=(1+1)n=■+■+■+…+■>n+1,∴ 1-■<1-■, ∴ 當(dāng)a>0時,AnBn .

        二、重視用簡單的遞推法求數(shù)列的通項

        利用數(shù)列的遞推式求數(shù)列的通項是各地高考數(shù)學(xué)卷中的熱點,其一般解法是把所求數(shù)列的遞推關(guān)系式轉(zhuǎn)化為等差(等比)數(shù)列的形式. 遞推式的常見形式有六種.

        (1) 形如an+1=an+f(n)的遞推關(guān)系式,可采用疊加法求解:an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1 (n≥2).

        (2) 形如■=f(n)的遞推關(guān)系式,可用迭乘法求解:an=■·■·…·■·a1 (n≥2).

        (3) 形如an+1=pan+q的遞推關(guān)系式 (p,q均為常數(shù)且pq(p-1)≠0),可用湊配法或待定系數(shù)法,把an+1=pan+q轉(zhuǎn)化為an+1-t=p(an-t)其中t=■,再利用換元法轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求解.

        (4) 形如Sn=f(n)這類問題,一般利用作差法求得an=S1,n=1;Sn-Sn-1,n≥2.

        (5) 形如an+1=pan+qn的遞推關(guān)系式 (p,q均為常數(shù)且pq(p-1)(q-1)≠0,p≠q),可先在遞推式兩邊同除以qn+1,得■=■·■+■,然后引入輔助數(shù)列{bn},使bn=■,得bn+1=■bn+■. 設(shè)bn+1+c=■(bn+c),其中c=■,根據(jù)等比數(shù)列相關(guān)公式求出bn的通項公式,由bn=■即可求得an.

        (6) 形如an+1=■的遞推關(guān)系式 (其中m,b,c均為非零常數(shù)),可將遞推式化為倒數(shù)的形式,即■=■+■,用待定系數(shù)法或湊配法求出■的通項公式,即可推出an的通項公式.

        ★同學(xué)們應(yīng)特別注意掌握前四種遞推關(guān)系式求通項的方法. 后兩種由遞推式求通項的方法有一定難度,在高考中若出現(xiàn)此類題型,題干中一般會有鋪墊,引導(dǎo)同學(xué)們向可行的解題思路靠攏.

        例2 (2011年高考數(shù)學(xué)浙江卷樣卷理科第19題) 設(shè)首項為a1、公差為d的等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且a7=-2,S5=30.

        (1) 求a1及d;

        (2) 若數(shù)列{bn}滿足an=■ (n∈N*),求數(shù)列{bn}的通項公式.

        分析:在第(2)問中,可把an=■轉(zhuǎn)化為b1+2b2+3b3+…+nbn=nan,再把該式看做數(shù)列{nbn}的前n項和Sn,則Sn=nan,從而得到nbn=Sn-Sn-1=nan-(n-1)an-1=a1+2(n-1)d (n≥2).

        解: (1) 由題意可得a1+6d=-2,5a1+■d=30. 解得a1=10,d=-2.

        (2) 由(1)得an=10-2(n-1)=12-2n, ∴ b1+2b2+3b3+…+nbn=nan=n(12-2n).

        當(dāng)n=1時,b1=10;

        當(dāng)n≥2時,b1+2b2+3b3+…+(n-1)bn-1=(n-1)an-1=(n-1)[12-2(n-1)],又b1+2b2+3b3+…+nbn=n(12-2n), ∴ nbn=n(12-2n)-(n-1)[12-2(n-1)]=14-4n, ∴ bn=■-4.

        當(dāng)n=1時,bn=■-4也成立. 綜上可得,bn=■-4 (n∈N*).

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        圖:楊冰冰 文:Rabbit

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