【摘要】數(shù)列與函數(shù)可以看作是特殊與一般的關系,正是二者之間的這種關系,使得函數(shù)思想方法成為了解決數(shù)列問題的一種重要思想方法。數(shù)列是高中數(shù)學的重點和難點,作為數(shù)學教師,應明確能夠有效解決數(shù)列問題的數(shù)學思想方法,在教學過程中引導學生采用適當?shù)臄?shù)學思想方法解決數(shù)列問題,讓學生能夠熟練運用數(shù)學思想方法解決數(shù)列問題。教學過程中應重視學生數(shù)學思想方法的運用。本文對一些適用于數(shù)列的思想方法做了簡要的分析和總結。
【關鍵詞】數(shù)學思想方法 數(shù)列 教學
【中圖分類號】G633.6 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)11-0156-01
一、前言
數(shù)學思想是將知識與能力聯(lián)系在一起的紐帶,是解數(shù)學題過程中所遵循的指導思想。數(shù)學思想運用的正確與否,決定了解題過程的繁簡程度。數(shù)列是高中數(shù)學的一個重點,與其相關的解題過程蘊含著多種數(shù)學思想方法,正確的數(shù)學思想方法往往使得一些數(shù)列難題迎刃而解。而且數(shù)列是高考數(shù)學的難點,阻礙著許多學生的數(shù)學成績進一步提升。所以,作為高中數(shù)學教師,要充分的挖掘與數(shù)列相關的數(shù)學思想方法,并教授學生如何運用數(shù)學思想方法解決數(shù)列難題,幫助學生提高解決數(shù)列問題的能力。筆者結合多年數(shù)學教學經(jīng)驗,對適應數(shù)列教學的數(shù)學思想方法進行了分析和總結,現(xiàn)簡要概括如下:
二、數(shù)列教學中常用的數(shù)學思想方法
1.函數(shù)的思想方法
數(shù)列與函數(shù)可以看作是特殊與一般的關系,正是二者之間的這種關系,使得函數(shù)思想方法成為了解決數(shù)列問題的一種重要思想方法。在數(shù)列知識內(nèi)容的講授過程中,我們可以將數(shù)列作為函數(shù)的一種特值,采用所熟悉的函數(shù)方法來處理數(shù)列問題。通過運用相關的函數(shù)思想,可以研究等比數(shù)列和等差數(shù)列的性質關系,也可以研究數(shù)列的最值和單調性問題。
例如:已知等差數(shù)列{an},其首項為a1(a1>0),前n項和Sn,滿足Sx=Sy(x≠y)。求Sx+y,前幾項和最大?
根據(jù)等差數(shù)列的性質我們可以將等差數(shù)列看作一次函數(shù),前n項和看作是二次函數(shù)。即an=an+b(a=b≠0),Sn=An2+Bn(a=b≠0)。所以,根據(jù)題意中的Sx=Sy,我們可以根據(jù)二次函數(shù)列出Ax2+Bx=Ay2+By,整理后即可得出:(x-y)[A(x+y)+B]=0,所以A(x+y)+B=0,所以Sx+y=A(x+y)2+B(x+y)=(x+y)[A(x+y)+B]=0。在求前幾項和最大時,同樣采用二次函數(shù),列出函數(shù)S(x)=Ax2+Bx(A<0),由于S(0)=0,Sx+y=0,所以S(x)是X=■以為對稱軸的函數(shù),所以我們可以根據(jù)二次函數(shù)的圖像性質得出當x,y為一奇一偶時,前■、■項和最大,當x,y為同奇或同偶時,前■項和最大。
除上述函數(shù)思想方法以外,還可以通過函數(shù)的觀點研究數(shù)列的周期性,也可以研究數(shù)列之間的相互轉化,教師應熟練把握函數(shù)思想在解決數(shù)列問題上的應用,并幫助學生熟練運用函數(shù)思想解決數(shù)列問題。
2.分類討論的思想方法
分類討論法主要使用于在整個論域內(nèi)無法解決問題的題型,這種情況下,往往按照解題要求將整個論域劃分為幾個小的論域,然后在每個論域下分別解題。在數(shù)列的相關題型中,有一些題型需要分類討論解題,采用分類討論的思想方法,可以簡化一些數(shù)列問題。
例如:已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn=32-n2,求數(shù)列{|an|}的前n項和F。
在這一題中,可知a1=s1=31,所以當n≥2時,可以根據(jù)公式an=Sn-Sn-1求出數(shù)列an的解析式,即an=-2n+33;然后根據(jù)數(shù)列的解析式可以看出數(shù)列{an}是以31為首項,-2為公差的等差數(shù)列,所以其Sn會隨n的逐漸增加會先增加后減少。所以要分開討論,討論的依據(jù)就是數(shù)列{an}是否為正數(shù)。所以根據(jù)-2n-33≥0可得出n≤16.5,所以當n≤16時,an為正數(shù),所以當n≥16時,an為負數(shù),即n=16確定為要討論的點。然后就可以根據(jù)等差數(shù)列的前n項和確定Fn。
3.類比推理的思想方法
在高中數(shù)學中,類比推理是解決數(shù)學問題的重要手段,一些數(shù)列問題,采用類比方法也會得到比較顯著的效果。所謂類比推理,就是通過比較和分析,發(fā)現(xiàn)不同式子或概念之間的共有關系,進而達到解題的目的。例如等比數(shù)列和等差數(shù)列之間的類比,可以通過等比數(shù)列的性質:如果p+q=m+n,則bpbq=bmbn,類比出等差數(shù)列如果p+q=m+n,則bp+bq=bm+bn。因為通過類比不難發(fā)現(xiàn),將等比數(shù)列的公比q換成等差數(shù)列的公差d,并將“乘除”換成“加減”,就可以根據(jù)等比數(shù)列的性質類比等差數(shù)列的性質。除此之外,還可以根據(jù)等比數(shù)列和等差數(shù)列概念、定理進行相互類比。而且,近幾年的高考及各地的模擬試卷中出現(xiàn)了多次數(shù)列類比推理問題,可見,類比推理已成為數(shù)列問題的考察重點。所以,作為數(shù)學教師,在講授與類比推理相關的問題時,應重視學生這一獨特思維方式的培養(yǎng),鍛煉學生采用類比推理思想解題的能力。
4.方程的思想方法
所謂方程的思想,就是分析問題的數(shù)量關系,然后使用數(shù)學的特定格式,將問題的一些數(shù)量關系轉化成數(shù)學模型,例如將函數(shù)轉化成方程,然后通過解方程來解決函數(shù)問題。在數(shù)列問題中,由于數(shù)列可以看做特殊的函數(shù),所以也可以將數(shù)列轉化成方程來解決問題。
例如,已知等差數(shù)列{an},且數(shù)列bn=(■)■,b1b2b3=■,b1+b2+b3=■,求an。
由等差數(shù)列的性質我們可以得出,b1b2b3=(■)■=(■)■=[(■)■]■=■,我們可以得出b2=(■)■=■。根據(jù)這一結論,我們就可以將數(shù)列轉化成方程,得到方程b1b3=■,b1+b3=■,通過解方程就可以得出b1和b3的值,進而求出a1=3,d=-2或a1=-1,d=2,就可以通過a1和d求出an分別問an=5-2n或an=2n-3。
方程的思想是一種學生從小學就開始培養(yǎng)的數(shù)學思想,學生已經(jīng)熟練掌握了對這種思想的運用,但在數(shù)列知識的教學過程中,如何將數(shù)列與方程銜接是運用方程思想解決數(shù)列問題的關鍵。因此,在講解相關數(shù)列問題時,教師應引導學生尋找數(shù)列和方程的銜接點,進而提高學生的解題能力。
三、小結
數(shù)列是高中數(shù)學的重點和難點,作為數(shù)學教師,應明確能夠有效解決數(shù)列問題的數(shù)學思想方法,在教學過程中引導學生采用適當?shù)臄?shù)學思想方法解決數(shù)列問題,讓學生能夠熟練運用數(shù)學思想方法解決數(shù)列問題。提高數(shù)列教學的效果,對于提高學生的應考能力都是一個大課題,作為老師要充分認識這部分內(nèi)容的重要性,采取恰當?shù)慕虒W方法,優(yōu)化教學模式,引導學生掌握必要的解題技巧和解題方法。
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