數(shù)列是高中數(shù)學的重要內(nèi)容,高考中具有重要的地位.在考試說明(江蘇)中屬于“C”級要求,是八大重要考點之一,主要考查數(shù)列的概念、公式、性質(zhì)及其綜合應(yīng)用.透視歷屆學生的易錯題,往往因為初學時其中的公式、概念、方法理解不透徹,進而導致出錯.在后續(xù)學習和考試中,怎樣才能避免重蹈覆轍呢?筆者結(jié)合自己的理解,擬以如何準確把握常見易錯題的視角,將部分易錯題進行分類,剖析錯誤、給出正解、并指出應(yīng)對的方略.
一、記清公式
雖然教材上數(shù)列的基本公式較少,但其變式的靈活性、數(shù)列的抽象性和限制條件的多樣性很容易導致解答時出現(xiàn)錯誤.
易錯點1“前幾項”出錯
例1已知數(shù)列{an}的前n項的和為Sn,若Sn=2n2+3n-1,求an.
錯誤解答:∵Sn=2n2+3n-1,∴Sn-1=2(n-1)2+3(n-1)-1=2n2-n-2,
∴an=Sn-Sn-1=4n+1.
錯因分析:此解法直接利用“Sn-Sn-1”求“an”,忽略了由“Sn”求“Sn-1”時,“n”要滿足“n≥2”這個條件,忽視了a1的特殊性.
正確解答:1° 當n=1時,a1=S1=4;
2° 當n≥2時,an=Sn-Sn-1=4n+1.
綜上所述,an=4n=14n+1n≥2.
準確把握:記清公式an=S1,n=1,Sn-Sn-1,n≥2,只有當“n=1”的結(jié)果能并入“n≥2”的式子,才能合成一個式子,否則必須寫成分段函數(shù)的形式.
易錯點2“等比數(shù)列求和”出錯
例2在等差數(shù)列中{an}中,a1=1,前n的和Sn滿足S2nSn=4n+2n+1,n∈N*.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式.
(2)記bn=(2an+1)pan(p>0),求{bn}的前n項和Tn.
錯誤解答:(1)設(shè)數(shù)列{an}的公差為d,
∴S2nSn=2n+2n(2n-1)2dn+n(n-1)2d=4dn-2d+4dn+2-d,
∵S2nSn=4n+2n+1,∴4dn-2d+4dn+2-d=4n+2n+1,易得d=1,∴an=n.
(2)∵an=n,∴bn=(2n+1)pn,∴Tn=3p+5p2+…+(2n-1)pn-1+(2n+1)pn,
∴pTn=3p2+5p3+…+(2n-1)pn+(2n+1)pn+1,∴(1-p)Tn=3p+2(p2+…+pn)-(2n+1)pn+1①
=3p+2p2(1-pn)1-p-(2n+1)pn+1,
∴Tn=3p1-p+2p2(1-pn)(1-p)2-(2n+1)pn+11-p②
錯因分析:對于問題(2)采用“錯位相減法”求和,①式中的“p2+…+pn”是一個等比數(shù)列的和,其項數(shù)為“n-1”,錯為“n”項.且由于“p>0”,求和時還必須討論“p=1”和“p≠1”.
正確解答:(上同)1° 當p=1時,bn=2n+1,∴Tn=n2+2n.
2° 當p≠1時,∴(1-p)Tn=3p+2(p2+…+pn)-(2n+1)pn+1
=3p+2p2-pn+11-p-(2n+1)pn+1
=3p-p21-p-(21-p+2n+1)pn+1,
∴Tn=3p-p2(1-p)2-2(1-p)n+3-p(1-p)2pn+1.
準確把握1:等比數(shù)列的求和公式:
Sn=na1q=1a1(1-qn)1-q=a1-anq1-qq≠1
首先,運用公式時,要討論“公比q”是否為“1”;其次,當q≠1時,若項數(shù)不能確定,可以采用公式Sn=a1-anq1-q.
準確把握2:“歸納”是一種重要的合情推理,而在數(shù)列中問題的條件大多是一些對n∈N*均成立的等式,我們可以從特殊的前幾項入手進行歸納推理,或研究其相鄰的式子.例如,本題中的第(1)問,由于已經(jīng)知道是等差數(shù)列,所以可以采用“特殊化”的想法,求出“d”即可.具體做法如下:
∵S2nSn=4n+2n+1,n∈N*,∴S2S1=4+21+1=3,∴S2=3S1=3a1=3,
∴a2=S2-S1=2,∴an=n.
將“n∈N*均成立的等式”采用特殊化法,明顯簡單多了,直接影響著問題解決的速度.
二、厘清概念
易錯點3“等差(比)數(shù)列”的概念
無論是等差數(shù)列還是等比數(shù)列,其概念無疑是最重要的.例如,等差數(shù)列的定義是“從第二項開始,后項與前項的差是同一個常數(shù)”,如果將“an”看成后項,則“an-1”是前項,等差數(shù)列的概念就可以用數(shù)學符號簡潔地表達:“an-an-1=d”,但必須加上條件“n≥2”這樣才能體現(xiàn)“從第二項開始”.
例3{an},{bn}都是等差數(shù)列,前n項和分別為Sn,Tn,且SnTn=2n-13n+2,則a9b9=.
錯誤解答:∵SnTn=2n-13n+2,不妨設(shè):Sn=2n-1,Tn=3n+2,
∴a9=S9-S8=2;b9=T9-T8=3,∴a9b9=23.
錯因分析:由“SnTn=2n-13n+2”,不可以設(shè)“Sn=2n-1,Tn=3n+2”,因為如果Sn=2n-1,其通項為an=1n=12n≥2,不是等差數(shù)列.
正確解答:∵SnTn=2n-13n+2,不妨設(shè):Sn=2n2-n,Tn=3n2+2n.
∴a9=S9-S8=33;b9=T9-T8=53,∴a9b9=3353.
準確把握1:數(shù)列的通項公式及前n項和公式都可視為定義域為正整數(shù)集或其子集(從1開始)上的函數(shù),因此在解題過程中要樹立函數(shù)思想及觀點,應(yīng)用函數(shù)知識解決問題.特別地,等差數(shù)列的前n項和Sn=a1n+n(n-1)2d=d2n2+(a1-12d)n,它是關(guān)于n的沒有常數(shù)項的二次函數(shù)形式.反之,前n項和公式滿足形如Sn=An2+Bn所對應(yīng)的數(shù)列也必然是等差數(shù)列.等比數(shù)列中也有類似的結(jié)論:當前n項和公式Sn=A+Bqn(A≠0,B≠0,q≠0、1),如果“A+B=0”則所對應(yīng)的數(shù)列也必然是等比數(shù)列.
例如:等差數(shù)列{an}的前n項和Sn=(n-1)(n-2)(n2+10)n2+m+p,則m+p=.
略解:根據(jù)數(shù)列前n項和的特征,易知m=10,p=-2.
準確把握2:本題還可以運用“等差數(shù)列”的性質(zhì):“若m+n=p+q=2t,則am+an=ap+aq=2at”.本題還可以這樣解:a9b9=a1+a17b1+b17=(a1+a17)×17(b1+b17)×17=S17T17=3353.
當然,如果本題所求的變式為:“a9b7=”,“用性質(zhì)”不可求解,而上一種構(gòu)造數(shù)列的解法仍然可用.
易錯點4“遞增(減)數(shù)列”的概念
例4已知an=n2-3kn+4,若數(shù)列{an}是單調(diào)遞增數(shù)列,則k的取值范圍是.
錯誤解答:∵an=n2-3kn+4是遞增數(shù)列,∴y=x2-3kx+4,在x≥1上是增函數(shù),因為,對稱軸為x=3k2,所以,∴3k2≤1,得,k≤23.
錯因分析:函數(shù)y=x2-3kx+4,x≥1上是增函數(shù)數(shù)列an=n2-3kn+4一定是增數(shù)列,但是,“數(shù)列an=n2-3kn+4一定是增數(shù)列”a1 正確解答:∵an=n2-3kn+4是遞增數(shù)列,∴an (n+1)2-3k(n+1)+4>n2-3kn+4,n≥1,n∈N恒成立3k<2n+1,n≥1,n∈N恒成立3k<(2n+1)min(n≥1)k<1. 準確把握:處理數(shù)列問題,首先要“厘清”問題中的概念,我們初學時如果只記住概念的大概,后續(xù)學習時往往會在一些細微處犯錯,“一失全無”,所以我們要在對易錯題的反思中,準確地把握概念.對于本題,由于數(shù)列是一個定義域為正整數(shù)集的特殊函數(shù),作為“函數(shù)”的數(shù)列,其圖象是“一組離散的點”,數(shù)列所對應(yīng)的函數(shù)若單調(diào)則數(shù)列一定單調(diào),但數(shù)列單調(diào),其所在的函數(shù)不一定單調(diào),處理數(shù)列的單調(diào)性問題,宜用“數(shù)列單調(diào)性的定義”轉(zhuǎn)化為“不等式恒成立問題”.數(shù)列的性質(zhì)與函數(shù)的性質(zhì)有共性也有個性.再如:數(shù)列的最大(?。╉梿栴}. 變式:已知an=n+7n,則{an}的最小項的值為. 如果把數(shù)列錯當成連續(xù)的函數(shù),易錯得答案“27”.事實上,這里的“n”取不到“7”,但其最小項卻與“7”有關(guān),結(jié)合圖象可知,是其附近的橫坐標為整數(shù)的點,∵a2=112>a3=163,所以最小項為a3=163. 數(shù)列中常見的易錯題還有很多,由于篇幅的限制,本文僅給出了一些最常見問題的處理方法,雖然無法窮盡其類型,但我們?nèi)绻麥蚀_把握直面易錯題的方略:記清公式、厘清概念、分清方法,學習的效果將會事半功倍! (作者:陸賢彬,江蘇省靖江高級中學)