樊永文
(甘肅省民樂縣第一中學 734500)
近年高考數(shù)學試題中,關于等差、等比數(shù)列性質(zhì)的綜合應用是一個考查的熱點內(nèi)容,我們應引起足夠重視.基于此,本文特歸類舉例加以說明,希望能夠幫助同學們掌握一些常用的解題方法,進一步提高處理等差、等比數(shù)列綜合問題的解題能力.
又注意到所求式子與b無關,從而應設法消去b.
因為由②得b=2x-a,
由③得b=2y-c,
所以將之代入①可得
(2x-a)(2y-c)=ac.
即4xy-2ay-2cx=0.
評注一般地,a,b,c成等差數(shù)列?b是a,c的等差中項?2b=a+c;a,b,c成等比數(shù)列?b是a,c的等比中項?b2=ac(其中a,b,c都不為零).
(2)在等比數(shù)列{an}中,a1=2,前n項和為Sn.若數(shù)列{an+1}也是等比數(shù)列,則Sn=____.
解析(1)設等差數(shù)列{an}的公差為d,則
解得d=0.故所求Sn=na1=5n.
(2)設等比數(shù)列{an}的公比為q,則
a1+1=3,a2+1=2q+1,a3+1=2q2+1.
所以由{an+1}是等比數(shù)列,得
解得q=1.故所求Sn=na1=2n.
評注類似分析,可得如下一般性結論:
②設{an}是等比數(shù)列,且公比為q,若{an+c}(c≠0)也是等比數(shù)列,則q=1.
例3在等差數(shù)列{an}中,公差d≠0,a2是a1與a4的等比中項.已知數(shù)列a1,a3,ak1,ak2,…,akn,…成等比數(shù)列,求數(shù)列{kn}的通項kn.
所以(a1+d)2=a1(a1+3d).
所以d2=a1d.
又公差d≠0,所以d=a1.
所以an=a1+(n-1)d=nd.
從而,由題設得數(shù)列d,3d,k1d,k2d,…,knd,…是等比數(shù)列.
又注意到d≠0,故可得所求kn=3n+1.
解法2同解法1,先求得a1=d,
所以kn·d=d·3n+1.
又注意到d≠0,故可得所求kn=3n+1.
評注上述兩種解法的區(qū)別在于:前者先明確所給等比數(shù)列的各項,再運用等比數(shù)列的通項公式;后者則是考慮akn在兩個數(shù)列中的不同位置,并靈活運用等差、等比數(shù)列的通項公式進行綜合分析.
解析因為數(shù)列a1,a2,…,a6是以a1=-3為首項,且以d1=1為公差的等差數(shù)列,所以可得a6=-3+5×1=2.
于是,由數(shù)列a6,a7,…,a12是以q1=3為公比的等比數(shù)列,得a12=a6·q6=2×36.
由數(shù)列a12,a13,…,a18是以d2=-2為公差的等差數(shù)列,可得a18=a12+6d2=2×36+6×(-2)=2×36-12.
評注在具體情景下,多次反復運用等差數(shù)列和等比數(shù)列的通項公式,是本題順利求解的關鍵所在.整體看,本題設計較好,情景新穎,不僅考查了學生的閱讀理解能力,而且也考查了學生在新情景下靈活運用所學等差、等比數(shù)列知識分析、解決問題的實際能力.
(1)求公比q的值;
(2)求a4k;
(3)求ann;
(4)求a11+a22+…+ann.
圖1
于是,由第4列的數(shù)組成等比數(shù)列,得
(2)因為第4行的數(shù)組成等差數(shù)列,
所以a4k=a42+(k-2)·(a43-a42)
(4)根據(jù)(3)可知
④
⑤
由④-⑤,得
評注(1)本題以“方陣”為載體,考查了在新情景下學生靈活運用等差、等比數(shù)列知識處理問題的能力,而解題的關鍵就是利用等差、等比數(shù)列推廣的通項公式及錯位相減法.
(2)根據(jù)等差、等比數(shù)列的通項公式,很容易證得推廣的通項公式:
①若{an}是等差數(shù)列,則an=am+(n-m)d;
②若{an}是等比數(shù)列,則an=am·qn-m.
綜上,處理有關等差、等比數(shù)列性質(zhì)的綜合運用問題,首先要認真審題,看清題目已知條件;其次,要能夠?qū)⒌炔?、等比?shù)列的性質(zhì)在解題中加以靈活、準確運用.顯然,通過上述的歸類剖析,可幫助我們進一步熟練掌握等差、等比數(shù)列的有關性質(zhì),進而提高對新情景的適應能力以及對相關知識的綜合運用能力,進一步提升學生的數(shù)學綜合素養(yǎng).