☉河北省秦皇島市山海關第一中學 閻國培
數(shù)列本質上是以正整數(shù)集為定義域的特殊函數(shù),具有函數(shù)的一些特殊性質.對于其中的一些特殊的數(shù)列不等式問題,僅從數(shù)列的思想方法層面來研究會存在一定的困難,此時從函數(shù)層面來思考問題則顯得較為簡單.
(2017年浙江卷第22題)已知數(shù)列{xn}滿足:x1=1,xn=xn+1+ln(1+xn+1)(n∈N*).證明:當n∈N*時,
(1)0<xn+1<xn;
證明:(1)略.
(2)由xn=xn+1+ln(1+xn+1)>xn+1,可得xnxn+1=+xn+1·ln(1+xn+1),則xnxn+1-4xn+1+2xn=-2xn+1+(xn+1+2)ln(1+xn+1).根據上式構造函數(shù),記(fx)=x2-2x+(x+2)ln(1+x)(x≥0),2,函數(shù)(fx)在區(qū)間[0,+∞)上單調遞增,則在x=0處取得最小值,即(fx)≥(f0)=0.
上述問題為涉及不等式證明的數(shù)列問題,主要考查學生知識的綜合運用以及邏輯思維能力.求解過程由結論出發(fā)進行不等式的靈活變形,通過對數(shù)列形式的有效分析構造了研究數(shù)列不等式的函數(shù),最后利用函數(shù)的性質來實現(xiàn)不等式的證明.上述解法是對函數(shù)思想解題應用的充分體現(xiàn),對于涉及數(shù)列的單調性和不等式問題.如果能通過形式轉化的方式構造函數(shù),將問題轉化為函數(shù)單調性問題來求解,往往會有著良好的解題效果,對于該思路可以進行推廣學習.
上述利用函數(shù)研究數(shù)列不等問題是一種較為有效的方法,充分體現(xiàn)了函數(shù)與數(shù)列的本質聯(lián)系性,一般的求解過程是基于理解和分析數(shù)列的通項或數(shù)列間關系式,通過變形的方式構造與之形式相似的函數(shù),利用函數(shù)性質來研究數(shù)列問題,其中以單調性最為常用.
試題1 (2015年廣東卷第21題)數(shù)列{an}滿足a1+
(1),(2)略;
分析:從結論“Sn<2+2lnn”入手,對其縮放轉化為求不等式左邊含有(n-1)項,可考慮將lnn分解為(n-1)項,因而可將問題轉化為證明,可通過構造函數(shù)的方式,利用函數(shù)的性質來求解.
(1)求數(shù)列{an}的通項an;
(2)設Sn=a1+a2+…+an,Tn=a1·a2·…·an,求證
解:(1)略.
在上述數(shù)列不等式問題證明過程中都采用了構造函數(shù)的方式,利用函數(shù)的單調性來證明不等式成立,函數(shù)思想是分析數(shù)列性質的重要的思想方法.求解的關鍵在于根據題設構造相應的函數(shù),實現(xiàn)原問題的有效轉化.
分析近年高考數(shù)列問題,高考對數(shù)列考查偏向于與其他知識結合,例如不等式、函數(shù)等,更加注重考查學生的創(chuàng)新意識與綜合分析能力.但基礎知識仍然是解題的關鍵,試題千變萬化,但仍然是以基礎知識、基本思想作為解題的突破口.教學中也應該相對應地重視學生基礎能力、基本經驗的培養(yǎng),緊密圍繞教材,緊扣考綱要求,夯實基礎知識,在此基礎上引導學生進行知識的有效融合,鍛煉學生思維的的靈活性,特別要加強知識融合后解題方法的學習,以提高學生解題能力為教學出發(fā)點.
數(shù)列是一種以正整數(shù)集為定義域的特殊函數(shù),所以對于特定問題可以從函數(shù)性質角度來研究,可通過構造函數(shù)的方式,利用函數(shù)模型來研究數(shù)列問題,從而拓寬解題的思路.數(shù)列的構造思想和模型化思想是高考的難點,課改的推進促進了題型的綜合演變,但沒有降低對數(shù)學思想的考查要求,反而相應的有所上升.利用構造思想,將數(shù)列問題轉化為函數(shù)問題是研究數(shù)列問題的一種重要思路,在教學中要以培養(yǎng)學生的推理能力和構造思想為教學重點,力求在思想上提高學生的數(shù)學能力,發(fā)展學生的數(shù)學思維.
創(chuàng)新是高考永恒不變的主旋律.近年的高考數(shù)列試題也越發(fā)注重對學生創(chuàng)新意識的考查,以數(shù)列問題為例,問題考查遵從層次型、遞進型、思維情景型,使學生便于理解、探究、創(chuàng)造、深入反思問題,充分理解數(shù)列知識的核心重點,從而掌握相關的數(shù)學思想.在教學中也應該注重知識的創(chuàng)新學習,充分利用教學資源,重現(xiàn)數(shù)列發(fā)展演變規(guī)律,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識,激活創(chuàng)新思維,使學生可以很好地應對高考創(chuàng)新題,并提升自身的整體創(chuàng)新能力.
數(shù)列不等式問題的解決要從數(shù)列的本質出發(fā),充分結合數(shù)列的函數(shù)特性,利用函數(shù)單調性來解析數(shù)列規(guī)律,從而促進問題的高效解決.在教學中要引導學生研究和討論數(shù)列與函數(shù)的聯(lián)系,注重基礎知識的學習,掌握解題的思想方法,培養(yǎng)創(chuàng)新意識,從思想上提升解題能力.
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