張茂紅
古人說:“授人以魚,不如授之以漁”,它道出了數(shù)學思想方法的重要性.數(shù)學思想方法和基礎知識是數(shù)學結(jié)構(gòu)中兩大支柱.因此需要教師在傳授知識的同時,明確、恰當?shù)刂v解與滲透數(shù)學思想方法.特別是在解題教學中,應重視思路分析,提煉具有普遍意義的思想和方法.當學生明確了數(shù)學思想方法在解題中的指導作用后,具體的解題技巧就會上升為一般的解題方法,從而使學生超脫題海之苦,大大優(yōu)化學生的思維品質(zhì).下面筆者就結(jié)合自己教學中對于學生出現(xiàn)的錯誤談談數(shù)列中的數(shù)學思想,希望和同仁交流.
一、類比思想
類比法就是依據(jù)兩個數(shù)學對象的已知相似性,把其中一個數(shù)學對象已知的特殊性質(zhì)遷移到另一個數(shù)學對象上去,從而獲得后一數(shù)學對象的性質(zhì)的一種方法.
在蘇科版必修5第二章《數(shù)列》共分三個部分,數(shù)列的概念、等差數(shù)列、等比數(shù)列三個部分.其中等差和等比的學習過程充分體現(xiàn)出類比思想.
案例1已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an+an-1=12n(n≥2),Sn=a1·2+a2·22+…+an·2n,則3Sn-an·2n+1=▲ .
馬同學錯誤分析:題干中提到數(shù)列遞推關系,用了很長的時間從累加法、累成法、構(gòu)造新數(shù)列法去分析,也沒有求出通項,后來由于畏難心理以及數(shù)列求和方法(錯位相減法)忘記.將題目留到了最后,又因為時間緊,根本來不及思考計算.
點評學生易于受an+an-1=12n的影響,求不出通項an,使得心理上失去了信心,對其他的條件也就不去思考分析了.而本題應該從Sn=a1·2+a2·22+…+an·2n①的形式類比課本中學習的等比求和的方法(錯位相減法)入手,兩邊同時乘以2,得2Sn=a1·22+a2·23+…+an·2n+1②,①+②得到3Sn-an·2n+1=n+1.
二、參數(shù)思想和分類討論的思想
數(shù)學中的參數(shù)是介于常量和變量之間的具有中間性質(zhì)的量,參數(shù)本質(zhì)雖然屬于變量,但又可以把它看成是常數(shù).
分類討論思想是高中數(shù)學中一種極其重要的數(shù)學思想方法.通過分類可以把動態(tài)問題分解成若干個相對確定的問題,可以把一個復雜的問題分解成若干個相對簡單的問題,這樣可以圓滿解決問題.
案例2若已知數(shù)列{an}是首項為6-12t,公差為6的等差數(shù)列,數(shù)列bn 的前n項和為Sn=3n-t.
(1)求數(shù)列{an}和bn的通項公式;
(2)若數(shù)列bn是等比數(shù)列,試證明:對于任意的n(n∈N*,n≥1),均存在正整數(shù)cn,使得bn+1=acn,并求數(shù)列cn的前n項和Tn.
吳同學錯誤分析:本題很容易求出an=6n-12t,很好求,但是由于始終覺得t可以求出來,加上在求bn時忽略了n=1的情況,直接用an=Sn-Sn-1來計算,從而得到了一個bn為等比的一個通項公式.
點評本題在學生錯誤中發(fā)現(xiàn),絕大多數(shù)學生在求(1)時就出現(xiàn)了錯誤.錯誤分為兩類思想問題:(1)參數(shù)t在本題中應該視為常數(shù),結(jié)果應該保留t.(2)對于Sn=3n-t求通項an時沒有分類討論,即an=S1,n=1,Sn-Sn-1,n≥2.
三、函數(shù)思想
函數(shù)思想是變量與變量的一種對應的思想.而在數(shù)列中無論是an與n還是Sn與n都可以視為函數(shù).比如等差數(shù)列中an可以視為關于n的一次函數(shù),Sn可以視為關于n的二次函數(shù).另外函數(shù)的性質(zhì)也在數(shù)列中廣泛應用.
案例3已知數(shù)列{an},bn滿足an=12bn.
(1)若數(shù)列bn是等差數(shù)列,求證{an}是等比數(shù)列;
(2)若數(shù)列{an}的前n項和為Sn=1-12n,設對于任意的正整數(shù)n,恒有
1an>λ1+12b1-11+12b2-11+12b3-1…1+12bn-1成立,試求實數(shù)λ的取值范圍.
張同學錯誤分析:題(1)很容易,題(2)做出λ<2n×1×3×5×…×(2n-1)2×4×6×…×2n后下面不知道如何求解了.
點評對于λ<2n×1×3×5×…×(2n-1)2×4×6×…×2n,要求出Tn=2n×1×3×5×…×2n-12×4×6×…×2n的最小值,這時應該把Tn看作函數(shù)來思考,根據(jù)函數(shù)的單調(diào)性來研究最小值問題.所以求出Tn+1-Tn>0或Tn+1Tn>1得出數(shù)列Tn是單調(diào)增函數(shù),故λ 數(shù)學思想方法的形成,非一日之功,必須經(jīng)過日積月累.對于教學而言,知識的發(fā)生過程,實際上就是思想方法的發(fā)生過程.因此,在概念的形成過程、結(jié)論的推導過程、方法的思考過程、規(guī)律的揭示過程中都應向?qū)W生滲透數(shù)學思想方法,我們在解題教學中,不能就題論題,把題目解出來就完了,而應從數(shù)學思想方法的高度來指導解題教學,逐漸培養(yǎng)學生學會用數(shù)學思想方法觀察、比較、分類、綜合、抽象、概括問題的習慣,達到增進能力、優(yōu)化思維的目的. 【參考文獻】 [1]鄭毓信.數(shù)學教育:從理論到實踐[M].上海:上海教育出版社,2001. [2]李朝文.探索性問題的解決與創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)[J].數(shù)學學習與研究,2012(15).