陳兆宇
河南省實驗文博學校 河南鄭州 450000
數(shù)列作為高中數(shù)學知識體系中較為重要的內容之一,屬于高考數(shù)學中的重點,在歷年高考當中均有所涉及,其題目類型包括選擇題、填空題和簡答題等。由于數(shù)列題目的難度較大,以至于大多數(shù)的高中生在此容易失分,進而影響到自己的高考數(shù)學成績。因此,在學習數(shù)列相關知識時,學生除了要對相關的基礎知識體系加以完善,還需要針對等差數(shù)列、等比數(shù)列等相關內容進行具有針對性的解題方法研究,進而靈活地應用多種解題方法,實現(xiàn)數(shù)學數(shù)列題目解題效率的提升。
在高中數(shù)學的數(shù)列知識體系中,最為常見的兩種數(shù)列就是等差數(shù)列和等比數(shù)列,無論是對于哪一種數(shù)列,其題目多集中于求通項公式或數(shù)列的前n項和。在實際的題目當中,為增加題目難度,題目中所給出的數(shù)列多為復合數(shù)列,需要進行變形才能夠將其轉化為等差數(shù)列、等比數(shù)列,或者是等比數(shù)列和等差數(shù)列和的形式,進而通過靈活的解題方法對其進行求解。因此,掌握多元化的解題方法,對于提高數(shù)學數(shù)列題目的解題效率有著積極的意義[1]。
由于數(shù)列題目的變式較多,且數(shù)列題目的解題方法并不具有唯一性,因此針對不同的數(shù)列題目,我們需要選擇最優(yōu)的解題方法,以實現(xiàn)解題效率的提高[2]。
公式法是基于我們高中生所具有完善的數(shù)列知識體系,在對題目中已知條件進行簡單轉化的基礎上,應用數(shù)列的通項公式、求和公式進行解題[3]。
例1 已知某等比數(shù)列為{an},且經過計算其前n項和Sn=2n-p,如此,請計算為多少?
解析:在該題目當中,我們已知等比數(shù)列{an}的前n項和,即Sn=2n-p,則由此可以得出,等比數(shù)列{an}的通項公式(n≥ 2),且a1=1,因此,數(shù)列{an}的通項公式即首項為1,公比為2的等比數(shù)列。
如此,則可以得出數(shù)列{an2}則是首項為1,公比為4的等比數(shù)列,即為數(shù)列{an2}的前n項和,即
分組求和法則主要適用于一些較為復雜的數(shù)列,尤其是存在等差數(shù)列與等比數(shù)列混合的題目類型,使用分組求和法能夠使解題難度大大降低。
例2 在已知數(shù)列{an}中,存在a1=1,在直角坐標系中,存在某點(x1,y1)在函數(shù) y=x+2 上,且 x1=an,y1=an+1,n∈ N*。
(1)求數(shù)列{an}的通項公式an;
(2)若將數(shù)列{an}中的第2n-1+2項全部抽取出來,構成新的數(shù)列{bn},則試問數(shù)列{bn}的通項公式bn及其前n項和。
解析:在該題目中,我們能夠從已知條件中發(fā)現(xiàn)an與an+1的關系,即an+1-an=2,即數(shù)列{an}為公差為2的等差數(shù)列,且a1=1,因此,數(shù)列{an}的通項公式an=2n-1。
對于問題(2)來說,其難點在于對數(shù)列{an}進行抽項后的重排,根據(jù)數(shù)列{an}的通項公式an=2n-1,則可以得出數(shù)列{bn}的通項公式bn=a2n-1+2n+3,由此可以看出,在對數(shù)列{an}進行抽項后,形成的新數(shù)列{bn}則為等比數(shù)列與常數(shù)列的復合形式,因此,在計算其前n項和時,則適用于分組求合法,即等比數(shù)列的前n項和與常數(shù)列的前n項和,結果可得數(shù)列{bn}的前n項和為Sn=2n+1+3n-2。
錯位相減法主要應用于一些較為特殊的數(shù)列當中,其多適用于對數(shù)列的前n項和進行轉換,在轉換的過程中,能夠使其公式簡化,從而使其計算難度大大降低。
例3 已知某數(shù)列{an}的通項公式則求數(shù)列{an}的前n項和。
解析:在該題目中,數(shù)列{an}的通項公式既不屬于等比數(shù)列,也不屬于等差數(shù)列,該數(shù)列的通項公式為等差數(shù)列與等比數(shù)列對應項積的形式,其前n項和,由此可以對其進行變形后得:
高中數(shù)學數(shù)列的解題方法并不止以上三種,針對數(shù)列題目的不同,學生所使用的解題方法也存在著較為明顯的區(qū)別。因此,我們高中生需要在不斷完善自身數(shù)列基礎知識體系的同時,通過大量的數(shù)學數(shù)列題目的練習,強化對不同類型解題方法的適應性,從而實現(xiàn)數(shù)列解題效率的提升,進而促進個人數(shù)學綜合素養(yǎng)的形成。