李志勤
整體思想是一種著眼于問題的整體結(jié)構(gòu),以統(tǒng)攝的方法抓住問題的全貌或本質(zhì)的思想.由于數(shù)列本身就是一個特殊的整體,所以運用整體思想解數(shù)列問題,具有決定全局的重大意義,它使問題的解決進(jìn)入到了一種無可比擬的勝境.
一、整體代入
把已知條件作為一個整體,直接代入或組合后代入所求的結(jié)論.
例1 (肇慶市2013屆高三上學(xué)期期末)等比數(shù)列{an}中,a1+a2=20,a3+a4=40,則a5+a6等于 .
解析:a1+a1q=20a1q2+a1q3=40q2=2,a5+a6=a1q4+a1q5=q2(a1q2+a1q3)=80.
點評:本題的求解始終利用整體思想進(jìn)行求解,根據(jù)前兩項整體相除得到q2,再求解a5+a6時,把a1q2+a1q3看作一個整體,使得問題計算起來簡單化.
例2 設(shè)Sn是等差數(shù)列{an}的前n項和,若a6a4=711,則S11S7等于 .
解析:因為a1+a11=2a6,a1+a7=2a4,所以S11S7=11(a1+a11)27(a1+a7)2=11a67a4=11×77×11=1.
點評:本題求解利用等差數(shù)列的性質(zhì),結(jié)合整體代入思想進(jìn)行求解.
二、整體求解
把所求的結(jié)論作為一個整體,由已知條件變形或計算便得.
例3 (2013寶山區(qū)2012學(xué)年第一學(xué)期期末)若數(shù)列{an}的通項公式是an=3-n+(-2)-n+1,則a1+a2+…+an= .
解析:因為a1+…+an=[13+(13)2+…+(13)n]+[1+(-12)+(-12)2+…+(-12)n-1]
=13(1-(13)n)1-13+1-(-12)n1-(-12)
=12-12(13)n+23-23(-12)n,
點評:在求解數(shù)列的和時,需要把數(shù)列分成兩組數(shù)列,利用整體思想,分別構(gòu)成等比數(shù)列,利用等比數(shù)列的求和公式求得結(jié)果.
三、整體轉(zhuǎn)化
把求解的過程作為一個整體,寓整體于轉(zhuǎn)化之中.
例4 (潮州市2013屆高三上學(xué)期期末)等比數(shù)列{an}中a1=512,公比q=-12,記∏n=a1×a2×…×an(即∏n表示數(shù)列{an}的前n項之積),∏8,∏9,∏10,∏11中值為正數(shù)的個數(shù)是 .
解析:等比數(shù)列{an}中a1>0,公比q<0,故奇數(shù)項為正數(shù),偶數(shù)項為負(fù)數(shù).
∴∏11<0,∏10<0,∏9>0,∏8>0.
點評:解決本題需要根據(jù)等比數(shù)列的性質(zhì)與已知條件,奇數(shù)項是負(fù)值,偶數(shù)項是正數(shù),再結(jié)合∏n的新定義,確定數(shù)列的項數(shù)從而解決問題.
四、整體換元
把陌生的或復(fù)雜的式子進(jìn)行整體換元,這是一種化生為熟、以簡馭繁的解題策略.
例5 (上海金山區(qū)2013屆高三一模)已知數(shù)列{an}滿足a1=-67,1+a1+a2+…+an-λan+1=0(其中λ≠0且λ≠-1,n∈N*).求數(shù)列{an}的通項公式an;
解:由題意1+a1+a2+…+an-λan+1=0,可得:
1+a1+a2+…+an-1-λan=0(n≥2),所以有
(1+λ)an-λan+1=0(n≥2),又λ≠0,λ≠-1,
得到:an+1=1+λλan(n≥2),故數(shù)列{an}從第二項起是等比數(shù)列.
又因為a2=17λ,所以n≥2時,an=17λ(1+λλ)n-2
所以數(shù)列{an}的通項an=-67n=1,17λ(1+λλ)n-2n≥2.
點評:解決本題的關(guān)鍵是利用整體換元的思想,根據(jù)已知條件得到相鄰項的代數(shù)式,兩式相減即可得到數(shù)列的規(guī)律,再利用等比數(shù)列的定義求得通項公式.
五、整體構(gòu)造
把局部構(gòu)造成一個整體,這是在整體中求發(fā)展的一大創(chuàng)舉.
例6 已知函數(shù)f(n)=n2(當(dāng)n是奇數(shù)時)
-n2(當(dāng)n是偶數(shù)時),且an=f(n)+f(n+1),則a1+a2+a3+…+a2014= .
解析:本題考查數(shù)列的通項公式的求法和前n項和的求法,需注意對通項公式和問題靈活變形.當(dāng)n為奇數(shù)時,an=f(n)+f(n+1)=n2-(n+1)2=-2n-1,
當(dāng)n為偶數(shù)時,an=f(n)+f(n+1)=-n2+(n+1)2=2n+1,所以an=(-1)n(2n+1),
∴an+an+1=2(n是奇數(shù))
∴a1+a2+a3+…+a2014=(a1+a2)+(a3+a4)+…+(a2013+a2014)=2+2+2+…+2=2014
點評:本題的求解還是體現(xiàn)了解決問題的整體思想,先通過研究數(shù)列奇數(shù)項與偶數(shù)項的通項公式,利用相鄰兩項的和是定值,利用整體思想解決問題.
跟蹤訓(xùn)練題:
1.等差數(shù)列{an}中,如果a1+a4+a7=39,a3+a6+a9=27,數(shù)列{an}前9項的和為 .
2.設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn且滿足S15>0,S16<0,則S1a1,S2a2,…,S15a15中最大的項為 .
3.在數(shù)1和100之間插入n個實數(shù),使得這n+2個數(shù)構(gòu)成遞增的等比數(shù)列,將這n+2個數(shù)的乘積記作Tn,再令an=lgTn,n≥1.則數(shù)列{an}的前n項和Sn= .
4.在等差數(shù)列{an}中,前n項和為Sn,且S2013=-2013,a1006=3,則S2012= .
5.等差數(shù)列{an}的通項公式是an=1-2n,其前n項和為Sn,則數(shù)列{Snn}的前10項和為 .
參考答案
1.【解析】 由a1+a4+a7=39,得3a4=39,a4=13.由a3+a6+a9=27,得3a6=27,a6=9.所以S9=9(a1+a9)2=9(a4+a6)2=9×(13+9)2=9×11=99.
2.【解析】 由S15=15(a1+a15)2=15a8>0,得a8>0.由S16=16(a1+a16)2=8(a9+a8)<0,得a9+a8<0,所以a9<0,且d<0.所以數(shù)列{an}為遞減的數(shù)列.所以a1,…,a8為正,a9,…,an為負(fù),且S1,…,S15>0,S16,…,Sn<0,則S1a1>0,S2a2>0,…,S8a8>0,S9a9<0,S10a10<0,….又S8>S1,a1>a8,所以S8a8>S1a1>0,同理可得S8a8>Snan(n∈N*,n≤7),所以最大的項為S8a8.
3.【解析】 設(shè)l1,l2,…,ln+2構(gòu)成等比數(shù)列,其中t1=1,tn+2=100,則
Tn=t1·t2·…·tn+1·tn+2, ①
Tn=tn+2·tn+1·…·t2·t1, ②
①×②并利用titn+3-i=t1tn+2=102(1≤i≤n+2),得
T2n=(t1tn+2)·(t2tn+1)·…·(tn+1t2)·(tn+2t1)=102(n+2),
∴an=lgTn=n+2,n≥1.
所以Sn=n(n+5)2.
4.【解析】 因為S2013=2013(a1+a2013)2=2013a1007=-2013,所以a1007=-1.
又a1006=3,故S2012=2012(a1+a2012)2=1006(a1006+a1007)=1006×(3-1)=2012.
5.【解析】 由等差數(shù)列{an}的通項公式得a1=-1,所以其前n項和Sn=n(a1+an)2=n(-1+1-2n)2=-n2.則Snn=-n.所以數(shù)列{Snn}是首項為-1,公差為-1的等差數(shù)列,所以其前10項的和為S10=10×(-1)+10×92×(-1)=-55.