?安徽省宿城第一中學 楊紹慧
數(shù)據(jù)分析與數(shù)學抽象、邏輯推理、數(shù)學建模、直觀想象、數(shù)學運算一起,共同構成高中數(shù)學學科的六大核心素養(yǎng),是在《普通高中數(shù)學課程標準(2017年版)》“課程基本理念”部分首次創(chuàng)新性地提出的要充分滲透到高中數(shù)學的教學與教育中去.
數(shù)據(jù)分析,就是利用統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)進行有效整理、分析與處理,進而得以解決問題.其實,在其他的數(shù)學知識體系中,比如集合、數(shù)列、函數(shù)等相關知識中,也有很多相關的數(shù)據(jù)分析問題.那么,在數(shù)列解題過程中,如何針對不同場合、不同數(shù)學知識體系中的數(shù)據(jù)信息,通過分析處理提取合理的、有價值的數(shù)據(jù),為解決問題指明方向?同時,根據(jù)數(shù)列中不斷適應數(shù)字化學習的要求,如何增強數(shù)據(jù)分析能力,通過合理分析,進而得以合理、高效解決問題呢?
數(shù)列中的很多問題都可以從數(shù)列的性質、通項公式的特征、遞推關系式的規(guī)律等入手,提取數(shù)列中的項、項數(shù)等數(shù)據(jù)的規(guī)律信息,進而加以合理的數(shù)據(jù)分析、邏輯推理與數(shù)學運算等.
A.3-198B.3-298C.3-299D.3-2100
分析:結合數(shù)列的遞推關系式分別確定b1,a2,b2,a3,b3,a4,b4的值,分析這些特殊項的數(shù)據(jù)規(guī)律,進而合理歸納并確定bn表達式的規(guī)律,達到確定b100的目的.
歸納可知b100=3-2100-1=3-299.故選擇答案:C.
點評:本題通過一個數(shù)列的首項以及兩個數(shù)列間的遞推關系式來確定另一個數(shù)列的確定項.破解方法較多,而借助特殊值歸納法,利用數(shù)據(jù)分析,巧妙通過遞推關系式進行鏈接,達到合理推理,巧妙歸納的目的.
從題目條件入手,進行必要合理的邏輯推理,往往可以從中合理提取數(shù)列中的相應數(shù)據(jù)信息,巧妙構建相應的數(shù)學模型,進而利用數(shù)學模型的解決與應用來達到數(shù)據(jù)分析與應用的目的.
例2(江蘇省南通等七市2019屆高三第二次調研測試·14)已知集合A={x|x=2k-1,k∈N*},B={x|x=8k-8,k∈N*},從集合A中取出m個不同元素,其和記為S;從集合B中取出n個不同元素,其和記為T;若S+T≤967,則m+2n的最大值為________.
分析:根據(jù)題目條件進行合理的邏輯推理以及數(shù)據(jù)分析,要使m+2n的值最大,則加在一起的項數(shù)應最多,使相加的項最小,進而利用等差數(shù)列的前n項和將S,T分別表示出來,代入不等式,再利用基本不等式可得相應關系式的最值即可.
點評:數(shù)據(jù)信息隱藏于題目中,通過有效分析題目條件,綜合相應的數(shù)學知識進行正確的邏輯推理,提取相應的數(shù)據(jù)信息,結合限制條件或自身背景等,正確分析、合理推理、巧妙運算,進而分析所得結果并利用數(shù)據(jù)信息加以綜合應用,從而達到解決問題的目的.
根據(jù)創(chuàng)新定義挖掘本質,從中提取出有效的數(shù)據(jù)信息,通過創(chuàng)新公式、圖表、數(shù)表等的綜合與應用,進行必要的數(shù)據(jù)收集、整理,綜合數(shù)列知識加以邏輯推理或數(shù)學運算,滲透創(chuàng)新意識.
例3對于任意的x∈R,[x]表示不超過x的最大整數(shù),如[1.9]=1,[log263]=5.設數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且an=[log2(n+1)],則滿足Sn>2 019的最小整數(shù)n為( ).
A.314 B.315 C.316 D.317
分析:從創(chuàng)新定義入手,分別計算數(shù)列{an}的項的值,其對應的項恰好是21個1,22個2,23個3……結合Sn>2 019分析數(shù)據(jù)信息,并根據(jù)條件確定滿足Sn>2 019的最小項,進而結合數(shù)列通項公式來確定最小整數(shù)n的值.
解析:由題意可得[log22]=[log23]=1,有2個1,即21個1;
[log24]=[log25]=[log26]=[log27]=2,有4個2,即22個2;
…………
[log2256]=[log2257] =[log2258]=……=
[log2511]=8,有256個8,即28個8;
而[log22]+[log23]+[log24]+……+[log2255]=1×21+2×22+3×23+……+7×27=1 538<2 019,
[log22]+[log23]+[log24]+……+[log2511]=1×21+2×22+3×23+……+7×27+8×28=3 586>2 019.
又2 019-1 538=481,481÷8=60.125,那么至少還需要61個8加起來才滿足Sn>2 019.
即[log22]+[log23]+[log24]+……+[log2255]+[log2256]+……+[log2316]>2 019.
而an=[log2(n+1)],所以滿足Sn>2019的最小整數(shù)n為315,
故選擇答案:B.
點評:正確理解創(chuàng)新定義,合理求數(shù)列的和是關鍵.利用創(chuàng)新定義,借助數(shù)列求和,對不同條件下所滿足的不等式進行有效數(shù)據(jù)分析,進而確定滿足條件的參數(shù)值,為數(shù)據(jù)分析及信息處理提供更多的有用條件.
數(shù)據(jù)分析在數(shù)列解題中具有非常重要的地位,在數(shù)列的通項公式、數(shù)列的性質、數(shù)列的遞推關系式、數(shù)列與不等式的關系以及其他一些相關問題中,經常會借助數(shù)據(jù)處理與分析,通過對數(shù)列中的相關數(shù)據(jù)的收集、整理、提取,進而合理構建特殊數(shù)列模型,最后得以合理推斷,獲得結論.