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例谈数列复习中的七点注意事项

2011-09-26崔文华

读写算·素质教育论坛 2011年11期
关键词:项的题设公比

崔文华

数学复习中的“会而不对,对而不全”一直困扰着大多数学生,如何解决此问题,一条有效的途径是“防范于未然”,从别人的错误中总结经验,争取做到“墨水流到哪里,分数得到哪里”。下面以数列中常出现的错误为例,提出八点要注意的问题。

一、注意定义域(项数的起始值)

数列可以看作是定义在自然数集或它的子集上的函数,而函数的学习中要注意它的定义域,因此,学习数列也应注意它的定义域,即项数的起始值问题,否则会导致解题失误。

例1:已知数列{an}的前n项的和为Sn,a1=1,当n≥2时,an=Sn-1,求{an}。

错解:当n≥2时,an=Sn-1①

∴an=Sn-1 ②

以上两式相减得an+1-an=Sn-Sn-1=an

即an+1=2an③

数列{an}是以a1=1为首项,以2为公比的等比数列,

∴an=2n-1

剖析:由于没有注意起始值问题而导致错误,事实上,①中n≥2,②中n≥1,从而③中应当n≥2,所以数列{an}从第二项起才是等比数列。显然a2=S1=a1=1,所以正确的通项公式为an=

二、注意等比数列中的每一项都不为零

由等比数列的定义可知等比数列中的每一项均不为零,在解题中容易忽视此条件而导致解题失误。

例2:⑴b2=ac是a,b,c成等差数列的( )。

A、充分但不必要条件B、必要但不充分条件

C、充要条件D、既不充分也不必要条件

⑵若数列{an}的前n项和为Sn=an-1(a≠0),则数列{an}是( )。

A、等比数列

B、等差数列

C、可以是等比数列,也可以是等差数列

D、可以是等比数列,但不可能是等差数列

错解:⑴由b2=ac=知选C。

⑵由Sn=an-1,易知an=(a-1)an-1,故选A。

剖析:(1)b2=ac中a,b,c可以为0,故不能推出a,b,c成等比数列,正确答案为B。

(2)当a=1时,an=0是等差数列,但不是等比数列,正确答案为C。

三、注意an=Sn-Sn-1的使用条件

数列的通项an与前n项的和Sn的关系为

an=

故由Sn求an时需分n=1与n≥2两种情况讨论,学生容易忽视n=1而导致解题失误。

例3:若数列{an}前n项的和Sn=n2+n+1,则a1+a3+a5+A+a99的值为。

错解:an=Sn-Sn-1=(n2+n+1)-[(n-1)2+(n-1)+1]=2n

∴a2n-1=2(2n-1)=4n-2

∴a1+a3+a5+A+a99=50?+?=5000

剖析:上述解法忽视了公式成立的条件,正确的通项公式为an=

故数{an}从第二项为等差数列,从而数列{a2n-1}从第二项起是等差数列,所以 a1+a3+a5+A+a99= a1+(a3+a5+A+a99)=3+(49?+?)=5001

四、注意不能以特殊代替一般

证明(或判断)一个数列是等差(或等比)数列时,不能仅用前几项来证明或判断。

例4:已知数列{cn}中,cn=2n+3n,且数列{cn+1-pcn}为等比数列,求常数p。

错解:由题意知c2-pc1,c3-pc2,c4-pc3成等比数列,

即(c3-pc2)2=(c2-pc1)(c4-pc3)

∴(35-13p)2=(13-5p)(97-35p)

解得p=2或3。

剖析:一个命题在特殊情况下不成立,则在一般情况下也不成立,但在特殊情况下成立时,在一般情况下不一定成立,故可以用特殊否定一般,但不能用特殊肯定一般,上述证明过程犯了以偏概全的错误,正确解答过程是由cn+1-pcn,cn+2-pcn+1,cn+3-pcn+2成等比数列,求出p,或由c2-pc1,c3-pc2,c4-pc3成等比数列,求出p值后,再由定义证明{cn+1-pcn}是等比数列(即由特殊值求出结论后,再给出一般性的证明)。

五、注意子数列的公差(或公比)

例5:已知数列{an}的通项an=则lim(a1+a2+a3+A+a2n)的值为。

错解:由已知得{a2n-1}是首项为a1=,公比为的等比数列,{a2n}是首项为a2=,公比为的等比数列。

∴lim(a1+a2+a3+A+a2n)

=lim(a1+a3+A+a2n-1)+lim(a2+a4+A a2n)

=+=1+=

剖析:上述解法没有分清子数列{a2n-1}与{a2n}的公比,事实上{a2n-1}的公比为=,{a2n}的公比为=,故正确答案应为+=。

六、注意公比q的三个盲点

等比数列中关于公比q有三个“盲点”:0,?。

⑴公比q≠0是决定公比的首要条件;

⑵公比q≠1是使用等比数列求和公式公比Sn=的前提条件;

⑶公比q≠-1是一个较为隐蔽的条件。

这三个盲点始终伴着公比,稍有不慎,就会不知不觉地犯错误。

例6:⑴已知数列{an}是等比数列,其前n项的和Sn满足limSn=1,求a1的取值范围。

⑵设等比数列{an}的前n项的和为Sn,若S3,S6,S9成等差数列,求数列{an}的公比q。

⑶若Sn是等比数列{an}的前n项和,试判断Sm,S2m-Sm,S3m-S2m是否为等比数列?

错解:⑴由题意得

limSn==1 ∴a1=1-q

又-1

⑵由已知,得S3+S6=S9

由等比数列的求和公式得

+=2

化简得2q9-q6-q3=0

q≠0,∴2q6-q3-1=0解得q=1或q=

⑶ S2m=Sm+am+1+am+2+A+a2m=Sm+qm(a1+a2+A+am)

∴S2m-Sm=qmSm,同理S3m-S2m=q2mSm

∴(S2m-Sm)2=Sm(S3m-S2m),

所以Sm,S2m-Sm,S3m-S2m成等比数列。

剖析:⑴忽视了等比数列的公比q≠0,正确答案是0

⑶忽视了q=-1,m为偶数时,Sm=0,即当q=-1时,m为偶数时,Sm,S2m-Sm,S3m-S2m不成等比数列。

七、注意limqn=0,limqn存在,S=三者中q的取值范围

limqn=0 -1

例7:⑴若lim(2x-1)n=0,则x的取值范围是;

⑵若lim(2x-1)n存在,则x的取值范围是;

⑶等比数列{an}中,前n项的和Sn满足limS=,则a1的取值范围是。

解:⑴ lim(2x-1)n=0∴-1<2x-1<1即0

⑵lim(2x-1)n存在, ∴-1<2x-1≤1即0

⑶limSn==∴a12=1-q 又-1

∴0

注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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