【摘 要】對等差數(shù)列和等比數(shù)列的考查是近年來高考的一個新熱點(diǎn)。本文從近年來高考試題入手,分析此類題型的三種解法。
【關(guān)鍵詞】定義法 函數(shù)法 等差中項(xiàng)法
【中圖分類號】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)26-0141-02
等差數(shù)列和等比數(shù)列是數(shù)列的基礎(chǔ),對數(shù)列性質(zhì)的考查成為近年來高考的一個新熱點(diǎn)。此類問題難度看似不大,但教材上涉及不多,加之學(xué)生平時總結(jié)不夠,所以得分并不理想。本文從近年來高考試題入手,分析此類題型的解法。
一 定義法
要證明一個數(shù)列是等差(比)數(shù)列,由定義,只需證明它的后一項(xiàng)和前一項(xiàng)的差(比)是同一個常數(shù),即an+1-an=
d( )。
例1,(2008湖北)已知數(shù)列{an}和{bn}滿足:a1=λ,
an+1= an+n-4,bn=(-1)n(an-3n+21),其中λ為實(shí)
數(shù),n為正整數(shù)。試判斷數(shù)列{bn}是否為等比數(shù)列,并證明你的結(jié)論。
解:因?yàn)閎n+1=(-1)n+1[an+1-3(n+1)+2]=
(-1)n+1( an-2n+14)
= (-1)n(an-3n+21)=- bn
又b1=-(λ+18),所以當(dāng)λ=-18時,bn=0(n∈N*)些時{bn}不是等比數(shù)列;當(dāng)λ≠-18時,b1=-(λ+18)≠0
由上可知bn≠0,∴ (n∈N*)。
故當(dāng)λ≠-18時,數(shù)列{bn}是以-(λ+18)為首項(xiàng),
為公比的等比數(shù)列。
二 函數(shù)法
等差數(shù)列的通項(xiàng)公式an=a1+(n-1)d=dn+(a1-d)是關(guān)于n的一次函數(shù),利用此性質(zhì),在高考中,我們不僅可以解決選擇填空題,還可以進(jìn)一步解決解答題。
例2,(2006年山東)已知數(shù)列{an}中,a1= ,點(diǎn)(n,
2an+1-an)在直線y=x上,其中n=1,2,3…。
(Ⅰ)令bn=an+1-an-1,求證:數(shù)列{bn}是等比數(shù)列;(Ⅱ)求數(shù)列{an}的通項(xiàng);(Ⅲ)設(shè)Sn、Tn分別為數(shù)列{an}、{bn}
的前n項(xiàng)和,是否存在實(shí)數(shù)λ,使得數(shù)列 為等差數(shù)
列?若存在,試求出λ,若不存在,則說明理由。
分析:本題第一問可利用定義法證明,第二問可在第一問的基礎(chǔ)上由累加法求出,關(guān)鍵難點(diǎn)在第三問。
解:(I)由已知得a1= ,2an+1=an+n
,
∴
∴{bn}是以 為首項(xiàng),以 為公比的等比數(shù)列。
(II)由(I)知, ,
∴ ,
將以上各式相加得:上式從1到n-1累加得:
an-a1-(n-1)=
∴an=a1+n-1
n-2
(III)∵Sn=a1+a2+…+an= +(1+
2+…+n)-2n
∴
∴
又?jǐn)?shù)列 是等差數(shù)列的充要條件是 關(guān)于n
的一次函數(shù),
∴當(dāng)且僅當(dāng) ,即λ=2時,數(shù)列 為等差
數(shù)列。
三 等差中項(xiàng)法
要證明{an}為等差(比)數(shù)列,只需證明它的任意三項(xiàng)an,an+1,an+2成等差(比)數(shù)列,即2an+1=an+an+2(an+12=an·an+2)
例3,(2006年福建)已知數(shù)列{an}滿足a1=1,a2=3,an+2=3an+1-2an(n∈N+)。
(I)證明:數(shù)列{an+1-an}是等比數(shù)列;(II)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;(III)若數(shù)列{bn}滿足4b1-14b2-1…4bn-1=(an+1)bn(n∈N*),證明{bn}是等差數(shù)列。
分析:本題和例2相仿,第一問可用定義法證明,第二問可在第一問的基礎(chǔ)上由累加法求出,這里從略。
證明(III):由(I)(II)可得:∴an=2n-1(n∈N*)
∵4b1-14b2-1…4bn-1=(an+1)bn,即4(b1 +b2+…+ bn)=2 nbn
∴2[(b1+b2+…+bn)-n]=nbn (1)
2[(b1+b2+…+bn+b n+1)-(n+1)]=(n+1)bn+1 (2)
(2)-(1),得2(bn+1-1)=(n+1)bn+1-nbn
即(n-1)bn+1-nbn+2=0 (3)
nbn+2-(n+1)bn+1+2=0 (4)
(4)-(3),得nbn+2-2nbn+1+nbn=0,即bn+2-2bn+1+bn=0
∴bn+2-bn+1=bn+1-bn(n∈N*),
∴{bn}是等差數(shù)列。
〔責(zé)任編輯:龐遠(yuǎn)燕〕