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高中数学数列中易忽视的几个问题

2014-02-14罗定汨

中学课程辅导·教学研究 2014年3期
关键词:通项评析常数

罗定汨

高中数学中的数列一直是考试中考查的一个重点知识,学生在学习的过程中要加强对知识点的掌握。下面就数列中同学们容易忽视的几个问题通过例题的分析,希望能对该知识点的掌握起到促进作用。

一、忽视等差、等比数列概念的掌握

例1.在数列〖JB({〗an〖JB)}〗中,a1=1,an+1=〖SX(〗an〖〗c·an+1〖SX)〗〖JB((〗c为常数〖JB))〗,求证:〖JB({〗〖SX(〗1〖〗an〖SX)〗〖JB)}〗是等差数列.

证明:由a1=1,an+1=〖SX(〗an〖〗c·an+1〖SX)〗〖JB((〗c为常数〖JB))〗,∴an≠0

∴〖SX(〗1〖〗an+1〖SX)〗-〖SX(〗1〖〗an〖SX)〗=〖SX(〗can+1〖〗an〖SX)〗-〖SX(〗1〖〗an〖SX)〗=c为常数 所以〖JB({〗〖SX(〗1〖〗an〖SX)〗〖JB)}〗是等差数列.

例2.设数列〖JB({〗an〖JB)}〗前n项和为Sn,且〖JB((〗3-m〖JB))〗Sn+2man=m+3,其中m为常数,m≠-3且

m≠0.求证:〖JB({〗an〖JB)}〗是等比数列.

证明:由〖JB((〗3-m〖JB))〗Sn+2man=m+3 ①

∴ 〖JB((〗3-m〖JB))〗Sn+1+2man+1=m+3 ②

②-①得:〖JB((〗3-m〖JB))〗an+1+2man+1-2man=0〖JB((〗m+3〖JB))〗an+1=2man

又m≠-3且m≠0 ∴ 〖SX(〗an+1〖〗an〖SX)〗=〖SX(〗2m〖〗m+3〖SX)〗为常数 即〖JB({〗an〖JB)}〗是等比数列

评析:有些同学处理例1时就会这样计算,由a1可以求得a2、a3,发现〖SX(〗2〖〗a2〖SX)〗=〖SX(〗1〖〗a1〖SX)〗+〖SX(〗1〖〗a3〖SX)〗,就说明〖JB({〗〖SX(〗1〖〗an〖SX)〗〖JB)}〗是等差数列,或说明〖JB({〗an〖JB)}〗是等比数列,就只要找到a22=a1·a3就可以了,这样做都是错误的。由定义有〖JB({〗an〖JB)}〗满足an+1-an=d为常数,这里n∈〖WTHZ〗N〖WTBX〗*都成立,才说明

〖JB({〗an〖JB)}〗是等差数列,若满足〖SX(〗an+1〖〗an〖SX)〗=q为常数,就说明〖JB({〗an〖JB)}〗是等比数列.

二、忽视n=1的情况

例3.已知〖JB({〗an〖JB)}〗中a1=1,an=3n-1+an-1,求〖JB({〗an〖JB)}〗的通项公式.

解:由已知有an-an-1=3n-1

∴a2-a1=3 a3-a2=32 …… an-an-1=3n-1〖JB((〗n≥2〖JB))〗

上n-1个式子叠加得:an-a1=3+32+…+3n-1∴an=〖SX(〗3n-1〖〗2〖SX)〗〖JB((〗n≥2〖JB))〗

又n=1时a1=1=〖SX(〗31-1〖〗2〖SX)〗满足上式 ∴〖JB({〗an〖JB)}〗的通项公式为an=〖SX(〗3n-1〖〗2〖SX)〗

评析:在求〖JB({〗an〖JB)}〗的通项公式过程中,很多同学直接利用an=Sn-Sn-1,忽视了出现n-1就得满足n≥2的这个条件,未包含n=1的情况,所以在解题中必须对n=1进行检验.

三、忽视q=1的情况

例4.已知Sn是等比数列〖JB({〗an〖JB)}〗的前n项和,S3,S9,S6成等差数列,求证:a2、a8、a5成等差数列.

证明:由条件有S3+S6=2S9

这里有q≠1,因为若q=1,则S3+S6=3a1+6a1=9a1,2S9=18a1

此时S3+S6≠2S9不满足题意

所以由S3+S6=2S9〖SX(〗a1(1-q3)〖〗1-q〖SX)〗+〖SX(〗a1(1-q6)〖〗1-q〖SX)〗=〖SX(〗2a1(1-q9)〖〗1-q〖SX)〗q3+q6=2q9

又q≠0 ∴ 1+q3=2q6

从而a2+a8=a1q+a1q3=a1q〖JB((〗1+q3〖JB))〗=a1q·2q6=2a1q7=2a8

即a2、a8、a5成等差数列.

评析:许多同学看到等比数列的前n项和就自然只想到Sn=〖SX(〗a1〖JB((〗1-qn〖JB))〗〖〗1-q〖SX)〗,根本就忘记这个公式的前提是q≠1,所以我们必须不可忽视对q=1情况的分析.

四、忽视数列中项的符号的问题

例5.已知四个数-9,a1,a2,-1成等差数列,五个数-9,b1,b2,b3,-1成等比数列,则

b2〖JB((〗a2-a1〖JB))〗=〖ZZ(Z〗 〖ZZ)〗

解:由-9,a1,a2,-1成等差数列,设其公差为d,则d=〖SX(〗-1-〖JB((〗-9〖JB))〗〖〗3〖SX)〗=〖SX(〗8〖〗3〖SX)〗即a2-a1=〖SX(〗8〖〗3〖SX)〗 又-9,b1,b2,b3,-1成等比数列 ∴ b22 = -9×〖JB((〗-1〖JB))〗 = 9b2 = ±3

又b21=-9b2 ∴b2<0 即b2=-3 所以b2〖JB((〗a2-a1〖JB))〗=-8

评析:若a、G、b成等比数列,则G叫做a与b的等比中项。且G2=abG=±〖KF(〗ab〖KF)〗,

也就是说两个数a、b同号时才存在等比中项,该题中有同学就会忽视-9,b1,b2这三个成等比,有b21=-9b2,应有b2<0,所以结果是-8,而不是±8.

通过以上例题的分析,希望同学们能加深对数列知识的掌握,尽可能做到考虑问题细心周到。其实高中数学的学习并非是件很难的事情,只要我们平时能做到足够认真,积极向上,善于积累,学习成绩肯定会更好的。

(作者单位:湖南省浏阳市第三中学 410300)

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