范國棟
(江蘇省濱海中學 224000)
數列知識一直以來都是數學考核中的重點內容,也是每年高考的必考環(huán)節(jié),若能夠掌握其中規(guī)律,適當運用一定的解題技巧,則能夠有效提高解題效率,增強解題的正確率.下文結合高中數學中常見的數列問題類型,逐一提出了相應的解題技巧,以便于同學們能夠進一步領會數列知識點,掌握解題思路,克服在數列問題解題中遇到的困難.
在高中數學數列問題的探索過程中,可以發(fā)現(xiàn),“錯位相減法”是同學們使用頻率較高的一種解題方法.在解題過程中,若遇到等比數列求和問題、等差數列與等比數列相乘的求和問題,就可以選擇錯位相減法.一般情況下,建議在遇到數列問題時首先運用錯位相減法,先在等式的兩邊同時乘以等比數列的公比,之后再將兩個等式相減,最后利用等比數列的前n項的總和公式求和,以此完成解題.在這一過程中,一定要先掌握數列的相關規(guī)律,才能夠更靈活的運用解題方法.
舉例分析,題目為:
已知Sn=1+3x+5x2+7x3+…+(2n-1)xn-1,其中x≠0且x≠1,求和Sn.
分析:結合題目可知這一題目的通項為等差數列的通項{2n-1}與等比數列的通項{xn-1}之積,是{(2n-1)xn-1}.
該等式兩邊同乘以等比數列的公比x,得xSn=1x+3x2+5x3+7x4+…+(2n-1)xn.
之后,再將原式與該式兩邊相減,
可得到:
(1-x)Sn=1+2x+2x2+2x3+2x4+…+2xn-1-(2n-1)xn.
之后,再利用等比數列的求和公式,
可以得到:
一般來說,若需要推導等比數列的前n項之和公式時,就可以使用此種解題方法.
倒序相加求和法可以簡單理解為:與數列首末項等距的兩項之和與首末兩項之和相等,則可以將“正”、“反”序兩個和式相加,得到常數列的和,則是可以將這種方法稱為“倒序相加求和法”.這種方法可以運用于“求等差數列”的數列問題中.
舉例分析,題目為:
求1+2+3+4+…+n的值.
解題:可以記
S=1+2+3+4+…+(n-1)+n,
S=n+(n-1)+…+4+3+2+1,
則可得到:
2S=(n+1)+(n+1)+…+(n+1)+(n+1)
=n(n+1),
結合上述題目與解題過程,可以發(fā)現(xiàn),在求1+2+3+…+n的過程中,反序相加求和是其基本的解題思想,綜合考量這一題目的對稱項,可以發(fā)現(xiàn)對稱項之和為n+1.因此,就不難以想到利用這種方法求解,這樣做能夠有效避免很多復雜繁瑣的解題步驟,只要同學們能夠對各個小項合理配對,就能夠有效求出公式之和.
在數列問題的探索過程中,很多時候我們并不能夠幸運地遇到能夠運用錯位相減法求解的題目,此時可以結合題目的實際情況,比如:已知條件、求解方向、題目公式中的內部規(guī)律等,把握題目的類型,若發(fā)現(xiàn)這些項與特殊項之間存在聯(lián)系,有時可以選擇并項求和法進行解題.并項求和法就是結合具體的數列,將題目中的某些具有關聯(lián)的項合并在一起,促使其具備某種特殊的性質.因此,使用合并求和法解題,則可以將題目中的項放到一起先求和,之后再解決“Sn”的問題.
舉例分析,題目為:cos1°+cos2°+cos3°+cos4°+…+cos178°+cos179°,求Sn.
結合題目可知其內在聯(lián)系為各項同名:“cos”,各角成等差數列,對稱兩項的角度的和為180°,則可以先尋找特殊項,之后利用合并求和法,先求各項之和,之后再求Sn.
具體過程為:
∵cosn°=-cos(180°-n°),
∴Sn=(cos1°+cos179°)+(cos2°+cos178°)+(cos3°+cos177°)+(cos4°+cos176°)+…+(cos88°+cos92°)+cos90°=0.
分組求和法可以運用到一些特殊的數列問題解題過程中,比如:若某種數列無法從表面上發(fā)現(xiàn)其內在規(guī)律以此判定是等差數列還是等比數列,則可以將數列根據一定方法進行拆解,以便于掌握其中的內在聯(lián)系,最終求解,這種數列問題就可以使用分組求合法.
Sn=(2+4+6+…+2n)
結合數列問題,同學們一定要認真觀察數列的通項公式,若公式能夠滿足“拆分成若干項的和,且這些項的和能夠構成等比數列或者等差數列”,就可以使用分組求求和法.
總而言之,數列問題是高中數學問題體系中的重點內容,也是不少人解題過程中的“痛點”.因此,同學們要結合具體的數列問題題目情況,根據已知條件與求解方向,靈活選擇使用上述的錯位相減法、反序相加法求和法、合并求和法、分組求和法,從而克服解題過程中的困難,順利解題,在考試中取得良好的成績.