?邢臺市第十九中學 崔勝峰
數(shù)列是高中數(shù)學的重要內容,是培養(yǎng)學生數(shù)學素養(yǎng)的重要載體,同時也是高考、競賽及其他各類考試命題的熱點.學生在學習這部分知識時,經常會因忽視“安全隱患”而導致解題的失誤.本文中列舉這些“安全隱患”,以期起到防微杜漸的作用.
例1已知數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,且對于任意的n∈N*,an=n2-λn恒成立,求實數(shù)λ的取值范圍.
錯解1:因為數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,所以an+1>an恒成立,即λ<2n+1恒成立.
所以,λ的范圍為(-∞,2n+1).
正確1:因為數(shù)列{an}是遞增數(shù)列,所以an+1>an恒成立,即λ<2n+1恒成立.
于是有<(2n+1)min.
因為n∈N*時,2n+1的最小值是3,所以λ的取值范圍為(-∞,3).
點評:求參數(shù)λ的范圍(或值),應該是一個具體的范圍(或數(shù)),而不應是一個含變量的代數(shù)式.
所以,λ的取值范圍為(-∞,3).
點評:用函數(shù)的觀點研究數(shù)列的性質時,一定要注意其定義域是N*或其子集這一特性,因而數(shù)列的圖象是一群孤立的點.
錯解:設Sn=(2n+3)k,Tn=(5n+6)k,k≠0.
于是a7=S7-S6=2k,b7=T7-T6=5k.
正確1:設Sn=kn(2n+3),Tn=kn·(5n+6),k≠0.
于是a7=S7-S6=29k,b7=T7-T6=71k.
例3已知數(shù)列{an}的前n項和Sn=3n+1,求數(shù)列{an}的通項公式.
錯解:因為Sn=3n+1,所以Sn-1=3n-1+1.
故an=Sn-Sn-1=2×3n-1.
正確:當n=1時,a1=S1=4.
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=2×3n-1.
點評:由Sn求an時,一定要分n=1和n≥2進行討論,因為a0,S0是沒有意義的.解出兩段后進行驗證,若不能統(tǒng)一則要寫成分段函數(shù)的形式.
例4已知等比數(shù)列{an}中,a3=2,S3=6,求通項公式an.
于是2q3-3q2+1=0,即(q-1)2(2q+1)=0.
所以an=(-1)n-124-n.
正解:當q=1時,a1=a2=a3=2,S3=6,符合題意.所以q=1時,an=2.
綜上所述,數(shù)列{an}的通項公式為an=2或an=(-1)n-124-n.
點評:利用等比數(shù)列前n項和公式時,要特別注意對公比q=1和q≠1 進行判斷[1],以免漏掉公比q=1的情形.
例5首項為18的等差數(shù)列{an},從第10項起開始為負數(shù),求公差d的取值范圍.
錯解:因為a10=a1+9d=18+9d,所以18+9d<0,解得d<-2.
正解:由an=18+(n-1)d,a9≥0,a10<0,得18+8d≥0,18+9d<0.
點評:上述錯解忽略了“開始”一詞的含義,即第10項是等差數(shù)列的第一個負項,前9項都是非負的,所以審題務必仔細.
例6已知數(shù)列-1,a1,a2,-9成等差數(shù)列,-1,b1,b2,b3,-9成等比數(shù)列,求(a2-a1)b2的值.
當b2=3時,(a2-a1)b2=-8;當b2=-3時,(a2-a1)b2=8.
綜上所述,可得(a2-a1)b2=±8.
正解:因為-1,a1,a2,-9成等差數(shù)列,所以
故(a2-a1)b2=8.
點評:b2=(-1)q2<0是題目中隱含的條件,利用等比數(shù)列的性質解題時要特別注意這類條件.
點評:上述錯解誤以為只添加一項,其內在規(guī)律是分子均為1,分母是連續(xù)的正整數(shù),所以應增加4項.
例8求1+3+32+33+……+3n的和.
點評:數(shù)列求和時,一定要弄清楚項數(shù),本題是n+1項而不是n項,所以要認真審題,觀察出內在規(guī)律.
基于以上常出現(xiàn)的這些失誤,提出一些建議,期望在學習數(shù)列的過程中對學生有所幫助.
(1)掌握基本知識.系統(tǒng)掌握數(shù)列的有關概念、表示,特別是等差數(shù)列和等比數(shù)列的定義、性質和公式.
(2)掌握基本方法.數(shù)列是一類特殊的函數(shù),因而可以用函數(shù)的思想解決求通項公式an和前n項和Sn的問題;運用方程的思想[2],設出基本量首項、公差、公比等,列方程求解,特別注意要會用“設而不求,整體代入”來簡化運算;運用分類討論思想,如對項數(shù)n是奇數(shù)還是偶數(shù)的討論,公比q是否等于1的討論,等等;運用等價轉化思想,如an與Sn的轉化,非特殊數(shù)列通過加減項轉化為特殊數(shù)列,等等;另外,如觀察法,類比法,公式法,待定系數(shù)法,換元法,錯位相減法,分組求和法,裂項相消法,倒序相加法的使用等.
(3)加強綜合應用.把數(shù)列知識與函數(shù)、方程、不等式、平面向量、二項式定理、解析幾何、概率、實際問題等相結合,提高綜合運用知識解決問題的能力.