李政廷
G634.6
數(shù)學(xué)是高中階段的主要學(xué)科,對我們高中生的高考有直接的影響,而數(shù)列問題又是數(shù)學(xué)課程的重要組成部分。因此,在高中階段的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中,數(shù)列求和是高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的重要課題,也是我們學(xué)生學(xué)習(xí)的重點內(nèi)容,我們須對數(shù)列求和問題要有足夠的重視。而如何借助有效的方法解答求和問題,切實提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率和學(xué)習(xí)效果,使學(xué)生掌握好這一重要知識,也是每位數(shù)學(xué)老師努力鉆研的目標(biāo)。在本文中我對數(shù)列求和問題的方法進行了歸納,希望可以為當(dāng)前的高中生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)提供有益的借鑒。
數(shù)列作為一種特殊的函數(shù),是反映自然規(guī)律的基本數(shù)學(xué)模型。學(xué)生將通過對日常生活中大量實際問題的分析,建立等差數(shù)列和等比數(shù)列這兩種數(shù)列模型,探索并掌握它們的一些基本數(shù)量關(guān)系,感受這兩種數(shù)列模型的廣泛應(yīng)用,并利用它們解決一些實際問題。從歷年高考的情況我們可以發(fā)現(xiàn),高考數(shù)列綜合試題往往呈現(xiàn)以下特點:以知識和方法立意考查等差、等比數(shù)列的有關(guān)知識,以求數(shù)列的通項公式和前n項和公式為主線,考查數(shù)列中的重要方法。 數(shù)列求和問題的解決,既可以采用基本的公式法,也可以采用技巧性更強的其他方法,如裂項相消法、分組相加法、倒數(shù)相加法等,要根據(jù)具體問題具體分析和應(yīng)用不同解題方法。下面我們來了解一下數(shù)列求和的基本知識和方法。
一、牢固掌握數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識
數(shù)列求和問題是高中數(shù)學(xué)重要的組成部分,要掌握好這部分知識,應(yīng)當(dāng)要求學(xué)生牢固掌握最基本的數(shù)列知識。如數(shù)列的定義、性質(zhì)和基本公式等。我們要牢記掌握等差數(shù)列和等比數(shù)列的概念。等差數(shù)列:一般地,如果一個數(shù)列從第2項起,每一項與它前一項的差等于同一個常數(shù),則這個數(shù)列叫作等差數(shù)列;等比數(shù)列:一般地,如果一個數(shù)列從第2項起,每一項與它的前一項的比等于同一個常數(shù),則這個數(shù)列叫作等比數(shù)列。
二、利用數(shù)列基本公式進行求和
在牢固掌握數(shù)列知識的基礎(chǔ)上,遇到數(shù)列求和問題時,可首先分析是否可以套用公式進行解答,是數(shù)列求和問題中較為容易的一類。在利用數(shù)列基本公式進行數(shù)列求和時,要注意公式的準(zhǔn)確性,如果公式不正確,答案自然也南轅北轍。因此,學(xué)生一定要認(rèn)真記憶公式。 利用公式法求和是數(shù)列求和問題中較為簡單的一種,一般來說,這類題型可以直接套用公式,或只需要簡單的分類合并,再套用公式進行解答。在教學(xué)過程中,老師們應(yīng)該要求學(xué)生牢固掌握這類解題方法,在考試中,這類問題是很容易得分的題型。
三、采用錯位相減法求和
錯位相減法是一種常用的數(shù)列求和方法,應(yīng)用于等比數(shù)列與等差數(shù)列相乘的形式。如An=BnCn,其中Bn為等差數(shù)列,Cn為等比數(shù)列;分別列出Sn,再把所有式子同時乘以等比數(shù)列的公比,即kSn;然后錯一位,兩式相減即可。當(dāng)有待定系數(shù)時,要進行分類討論。乘以公比,錯位相減,數(shù)準(zhǔn)項數(shù),計算細心,確保結(jié)論正確。錯位相減法求和是數(shù)列求和的重要方法,是高考的??贾攸c。
需要注意的是,錯位相減法比公式法的難度有較大提高,是學(xué)生得分較低的一類題型,在解題過程中,要注意對問題分析并尋找規(guī)律,避免漏項或書寫錯誤,從而得到問題的正確答案。老師們在講解這個方法時,也可以結(jié)合學(xué)生常犯的錯誤,并按照一定的流程進行講解,讓更多的學(xué)生掌握這種求和方法。
四、借助裂項相消法求和
利用解析式變形,將一個數(shù)列分成若干個可以直接求和的數(shù)列,進行拆項重組,或?qū)⑼椃至殉蓭醉椀牟?,通過相加過程中的相互抵消,最后剩下有限項的和。在學(xué)習(xí)過程中,應(yīng)當(dāng)教育學(xué)生掌握“裂項相消求和法”的幾個特征:(1)通項的分母是因式相乘的形式;(2)每項裂成兩個式子的差;(3)相鄰兩項裂開后,前一項的后式與后一項的前式互為相反數(shù);(4)裂項的關(guān)鍵是緊抓相鄰兩項的相同項。裂項相消法求和是一種非常常見的題型,也是高考中的熱點考題。相對于其他題型來說,這種題目的難度大,有一定的思維能力,對于培養(yǎng)學(xué)生的思維能力有很大幫助。
運用此種方法時,需要同學(xué)們注意的是:在解答此類問題時,應(yīng)當(dāng)多寫一些項,然后進行觀察,才可能看出抵消的規(guī)律,從而使用該方法解決求和問題。
五、借助倒序相加法求和
在數(shù)列求和中,如果和式到首尾距離相等的兩項和有其共性或數(shù)列的通項與組合數(shù)相關(guān)聯(lián),那么可考慮選用倒序相加法。利用倒序相加法解決數(shù)列求和問題,大都是利用等差數(shù)列、等比數(shù)列以及函數(shù)的重要性質(zhì),從而順利地解答問題。在使用倒序相加法時要注意不斷變形。
綜上所述,作為高中數(shù)學(xué)重點內(nèi)容的數(shù)列求和問題,其解答方法有很多種,如公式法、錯位相減法、裂項相消法以及倒序相加法。此外,還可以利用其他求和法,如歸納猜想法、奇偶法等。以上幾種方法雖然各有其特點,有時有些數(shù)列求和問題甚至可能用到幾種求和方法,但總的原則是要善于改變原數(shù)列的形式結(jié)構(gòu),使其能進行消項處理或能使用等差數(shù)列或等比數(shù)列的求和公式以及其它已知的基本求和公式來解決,只要很好地把握這一規(guī)律靈活運用,就能使數(shù)列求和化難為易,迎刃而解。
六、結(jié)束語
數(shù)列是高中代數(shù)的重要內(nèi)容,又是學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ),在高考和數(shù)學(xué)競賽中都占有十分重要的地位。數(shù)列求和問題是數(shù)列的基本內(nèi)容之一,也是近年來高考命題的熱點和重點。數(shù)列求和問題題型多變,思維要求高,是數(shù)列的一個難點。在面對較為復(fù)雜的數(shù)列求和問題時,我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析,將復(fù)雜的問題轉(zhuǎn)化為我們熟悉的等比、等差數(shù)列,然后根據(jù)題型采取不同的解答方法。這些方法體現(xiàn)了等價轉(zhuǎn)化思想在數(shù)學(xué)中的運用,能夠有效促進高中生門數(shù)學(xué)思維的發(fā)展和能力的提升。同時,解題過程中,我們還應(yīng)當(dāng)掌握每個方法的本質(zhì),而不能生搬硬套,否則問題答案南轅北轍。要想達到良好的學(xué)習(xí)效果,同時也需要老師們與我們互相配合,才能不斷提高學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的效率和學(xué)習(xí)質(zhì)量。