杨玉忠-论文完整版

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数列中所涉及的数学思想及能力

摘要:利用等差数列和等比数列的通项式及性质来讨论数列中所涉及

到得一些数学思想及能力。

Abstract: The use of arithmetic series and geometric series of general term to discuss the type and nature of the series are involved in mathematical thinking and ability.

关键词:类比;数形结合;转化;变形

数列是中学数学里的难点之一,也是在高考当中考生失分最严重的试题.因此,我利用等差数列和等比数列的通项式及性质来讨论数列中所涉及到的一些数学思想及能力,对我们的初学者有所帮助.

1.类比的思想

等差数列等比数列

定义

d

a

a

n

n

=

-

-1

2

n且d为常数

1

=

-

q

a

a

n

n

2

n且q为常数

通项

d

k

n

a

a

k

n

)

(-

+

=k n

k

n

q

a

a-

=

性质若s

t

n

m+

=

+

s

t

n

m

a

a

a

a+

=

+

若s

t

n

m+

=

+

s

t

n

m

a

a

a

a⋅

=

观察上表,等差数列和等比数列从运算角度考虑有类比之比之处,即等差数列中的“加”、“减”、“乘”,分别对应等比数列中的“乘”、

“除” 、“乘方”.

例1等差数列{}n a 中若010=a ,则有等式 n n a a a a a a -+++=+++192121 ,

(N n n ∈<,19)成立,类比上述性质,相应地,在等比数列{n b }中,若19=b 则等式 成立.

解:由已知n n s s -=19,猜想,当09=a 时,n n s s -=17﹙n <17,n ∈N ﹚ 因为n n s s --17

)217()

217(2

9171171=-⨯=-⨯+=++=-+-+n a n a a a a n

n n

n 所以n s s -=177

类比上述结论,当{n b }为等比数列且19=b ,可得n n b b b b b b -⋅⋅⋅=⋅172121 ,

),17(N n n ∈<.

2.数形结合的思想

例 2 等差数列﹛n a ﹜的前n 项和为n s ,已知0,01712<>s s ,推出1221,,,s s s 中哪一个最大,并说明理由.

解:因为等差数列的前n 项和公式为

Bn An n

d a dn n d n a s n +=-+=

⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

-+=21212)2(2)1( 2

,2d B d A -==

其中 所以它所表示的点),(n s n 在过原点的一条抛物线.

设抛物线与n 轴交于点()0,a A ,则1312<

满足2

1326<<

a

因为2

721,21620a a -<<-< 所以76s s >

6

A

7

a/2

n

Sn

O

因而1221,,,s s s 在中6s 的值最大. 3.转化的思想

例3()⎪⎭

⎝⎛∈+-=1,21

,22x x x g 时的反函数为()()().

,,,1,1121-====n n a g a a g a a x g y 求数列﹛n a ﹜的通项公式.

解:由已知得()[]1,0,2

2∈-=x x

x g 因为2

21

--=

n n a a .即122--=n n a a 设)()(21x a x a n n --=--得

11232---=-=n n n a a x a

所以32=x

213

2321-=-

-

-n n a a 即数列{32-n a }是公比为21

-的等比数列

所以111)21

(31)32(32---=-=-n n n q a a

得[]

n n a ---=)2(13

2

由数列的递推式及初始条件求数列的通项是数列中的难点之一且方

法各异.本例是用待定系数法将递推式转化成等比数列求得数列﹛n a ﹜的通项 . 4.分类讨论的思想

等比数列﹛n a ﹜的前n 项和公式中,讨论q=1,q ≠1两种情况. 例4 设数列{}n a 为等比数列,a a =1,q 为数列{}n a 的公比.求数列{}n a 的 通项公式.

解:①当1=q 时

a q a a n n ==-11

所以数列{}n a 为常数数列 ②当1≠q 时

11-=n n q a a

5.灵活应用数学概念的能力

例5 等差数列﹛n a ﹜的前12项,且它的12项之和35412=s 。若该数列的所有偶数项之和偶s 与所有奇数项之和奇s 之比为32:27.求数列﹛n a ﹜的公差d.

解:由

27

32=奇

偶s s 由公比定理得

32

2727

-32-+=

+偶

奇奇偶s s s s 即

59

5

3546=d 解得5=d

本例若由已知条件列出关于d a ,1的方程组求得d ,但运算较繁.现应用

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