張茂紅
古人說(shuō):“授人以魚,不如授之以漁”,它道出了數(shù)學(xué)思想方法的重要性.數(shù)學(xué)思想方法和基礎(chǔ)知識(shí)是數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)中兩大支柱.因此需要教師在傳授知識(shí)的同時(shí),明確、恰當(dāng)?shù)刂v解與滲透數(shù)學(xué)思想方法.特別是在解題教學(xué)中,應(yīng)重視思路分析,提煉具有普遍意義的思想和方法.當(dāng)學(xué)生明確了數(shù)學(xué)思想方法在解題中的指導(dǎo)作用后,具體的解題技巧就會(huì)上升為一般的解題方法,從而使學(xué)生超脫題海之苦,大大優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì).下面筆者就結(jié)合自己教學(xué)中對(duì)于學(xué)生出現(xiàn)的錯(cuò)誤談?wù)剶?shù)列中的數(shù)學(xué)思想,希望和同仁交流.
一、類比思想
類比法就是依據(jù)兩個(gè)數(shù)學(xué)對(duì)象的已知相似性,把其中一個(gè)數(shù)學(xué)對(duì)象已知的特殊性質(zhì)遷移到另一個(gè)數(shù)學(xué)對(duì)象上去,從而獲得后一數(shù)學(xué)對(duì)象的性質(zhì)的一種方法.
在蘇科版必修5第二章《數(shù)列》共分三個(gè)部分,數(shù)列的概念、等差數(shù)列、等比數(shù)列三個(gè)部分.其中等差和等比的學(xué)習(xí)過(guò)程充分體現(xiàn)出類比思想.
案例1已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+an-1=12n(n≥2),Sn=a1·2+a2·22+…+an·2n,則3Sn-an·2n+1=▲ .
馬同學(xué)錯(cuò)誤分析:題干中提到數(shù)列遞推關(guān)系,用了很長(zhǎng)的時(shí)間從累加法、累成法、構(gòu)造新數(shù)列法去分析,也沒(méi)有求出通項(xiàng),后來(lái)由于畏難心理以及數(shù)列求和方法(錯(cuò)位相減法)忘記.將題目留到了最后,又因?yàn)闀r(shí)間緊,根本來(lái)不及思考計(jì)算.
點(diǎn)評(píng)學(xué)生易于受an+an-1=12n的影響,求不出通項(xiàng)an,使得心理上失去了信心,對(duì)其他的條件也就不去思考分析了.而本題應(yīng)該從Sn=a1·2+a2·22+…+an·2n①的形式類比課本中學(xué)習(xí)的等比求和的方法(錯(cuò)位相減法)入手,兩邊同時(shí)乘以2,得2Sn=a1·22+a2·23+…+an·2n+1②,①+②得到3Sn-an·2n+1=n+1.
二、參數(shù)思想和分類討論的思想
數(shù)學(xué)中的參數(shù)是介于常量和變量之間的具有中間性質(zhì)的量,參數(shù)本質(zhì)雖然屬于變量,但又可以把它看成是常數(shù).
分類討論思想是高中數(shù)學(xué)中一種極其重要的數(shù)學(xué)思想方法.通過(guò)分類可以把動(dòng)態(tài)問(wèn)題分解成若干個(gè)相對(duì)確定的問(wèn)題,可以把一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題分解成若干個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的問(wèn)題,這樣可以圓滿解決問(wèn)題.
案例2若已知數(shù)列{an}是首項(xiàng)為6-12t,公差為6的等差數(shù)列,數(shù)列bn 的前n項(xiàng)和為Sn=3n-t.
(1)求數(shù)列{an}和bn的通項(xiàng)公式;
(2)若數(shù)列bn是等比數(shù)列,試證明:對(duì)于任意的n(n∈N*,n≥1),均存在正整數(shù)cn,使得bn+1=acn,并求數(shù)列cn的前n項(xiàng)和Tn.
吳同學(xué)錯(cuò)誤分析:本題很容易求出an=6n-12t,很好求,但是由于始終覺(jué)得t可以求出來(lái),加上在求bn時(shí)忽略了n=1的情況,直接用an=Sn-Sn-1來(lái)計(jì)算,從而得到了一個(gè)bn為等比的一個(gè)通項(xiàng)公式.
點(diǎn)評(píng)本題在學(xué)生錯(cuò)誤中發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)學(xué)生在求(1)時(shí)就出現(xiàn)了錯(cuò)誤.錯(cuò)誤分為兩類思想問(wèn)題:(1)參數(shù)t在本題中應(yīng)該視為常數(shù),結(jié)果應(yīng)該保留t.(2)對(duì)于Sn=3n-t求通項(xiàng)an時(shí)沒(méi)有分類討論,即an=S1,n=1,Sn-Sn-1,n≥2.
三、函數(shù)思想
函數(shù)思想是變量與變量的一種對(duì)應(yīng)的思想.而在數(shù)列中無(wú)論是an與n還是Sn與n都可以視為函數(shù).比如等差數(shù)列中an可以視為關(guān)于n的一次函數(shù),Sn可以視為關(guān)于n的二次函數(shù).另外函數(shù)的性質(zhì)也在數(shù)列中廣泛應(yīng)用.
案例3已知數(shù)列{an},bn滿足an=12bn.
(1)若數(shù)列bn是等差數(shù)列,求證{an}是等比數(shù)列;
(2)若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn=1-12n,設(shè)對(duì)于任意的正整數(shù)n,恒有
1an>λ1+12b1-11+12b2-11+12b3-1…1+12bn-1成立,試求實(shí)數(shù)λ的取值范圍.
張同學(xué)錯(cuò)誤分析:題(1)很容易,題(2)做出λ<2n×1×3×5×…×(2n-1)2×4×6×…×2n后下面不知道如何求解了.
點(diǎn)評(píng)對(duì)于λ<2n×1×3×5×…×(2n-1)2×4×6×…×2n,要求出Tn=2n×1×3×5×…×2n-12×4×6×…×2n的最小值,這時(shí)應(yīng)該把Tn看作函數(shù)來(lái)思考,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性來(lái)研究最小值問(wèn)題.所以求出Tn+1-Tn>0或Tn+1Tn>1得出數(shù)列Tn是單調(diào)增函數(shù),故λ 數(shù)學(xué)思想方法的形成,非一日之功,必須經(jīng)過(guò)日積月累.對(duì)于教學(xué)而言,知識(shí)的發(fā)生過(guò)程,實(shí)際上就是思想方法的發(fā)生過(guò)程.因此,在概念的形成過(guò)程、結(jié)論的推導(dǎo)過(guò)程、方法的思考過(guò)程、規(guī)律的揭示過(guò)程中都應(yīng)向?qū)W生滲透數(shù)學(xué)思想方法,我們?cè)诮忸}教學(xué)中,不能就題論題,把題目解出來(lái)就完了,而應(yīng)從數(shù)學(xué)思想方法的高度來(lái)指導(dǎo)解題教學(xué),逐漸培養(yǎng)學(xué)生學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)思想方法觀察、比較、分類、綜合、抽象、概括問(wèn)題的習(xí)慣,達(dá)到增進(jìn)能力、優(yōu)化思維的目的. 【參考文獻(xiàn)】 [1]鄭毓信.數(shù)學(xué)教育:從理論到實(shí)踐[M].上海:上海教育出版社,2001. [2]李朝文.探索性問(wèn)題的解決與創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究,2012(15).