林金德
摘 要:?jiǎn)栴}是數(shù)學(xué)的心臟,知識(shí)是數(shù)學(xué)的軀體,數(shù)學(xué)思想方法則是數(shù)學(xué)的靈魂. 數(shù)學(xué)思想是人們對(duì)數(shù)學(xué)理論與內(nèi)容的本質(zhì)的認(rèn)識(shí),是數(shù)學(xué)知識(shí)在更高層次上的抽象和概括,它蘊(yùn)涵在數(shù)學(xué)知識(shí)發(fā)生、發(fā)展和應(yīng)用的過(guò)程中,這就要在教學(xué)中注重挖掘數(shù)學(xué)思想,讓數(shù)學(xué)思想自然地滲透于教學(xué)之中。下面談?wù)勗跀?shù)列教學(xué)中數(shù)學(xué)思想的滲透。
關(guān)鍵詞:設(shè)計(jì)知識(shí)形成;融合觀察;猜想;歸納;抽象;概括
一、新課程要求“讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)程”
強(qiáng)調(diào)了教學(xué)中要注重知識(shí)的形成過(guò)程. 因此,在數(shù)列的有關(guān)概念、公式教學(xué)中盡可能地引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)的形成過(guò)程進(jìn)行探究,滲透觀察、分析、猜想、歸納、抽象、概括、類比等數(shù)學(xué)思想方法。
比如,在等差數(shù)列概念形成過(guò)程的教學(xué)中,可以這樣設(shè)計(jì):第一步,列舉一些問(wèn)題情境;第二步,學(xué)生活動(dòng),即通過(guò)學(xué)生觀察,讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)每一個(gè)問(wèn)題情境中數(shù)的共同特點(diǎn);第三步,建構(gòu)數(shù)學(xué),也就是歸納總結(jié),形成等差數(shù)列的概念。
二、等差數(shù)列、等比數(shù)列教學(xué)過(guò)程中,融合累加法、疊乘法、倒序相加法、錯(cuò)位相加法等數(shù)學(xué)思想方法
(一)累加法和疊乘法
在等差數(shù)列通項(xiàng)公式的推導(dǎo)中要揭示出“累加法”, 在等比數(shù)列通項(xiàng)公式的推導(dǎo)中則要提煉出“疊乘法”. 當(dāng)然,在解決涉及形如an=an-1+f(n)或an=f(n)an-1(n≥2)給出的遞推數(shù)列問(wèn)題時(shí),也可以考慮累加法或疊乘法。
例1 ?已知數(shù)列{an}滿足a1=1,an=3n-1+an-1(n≥2),求數(shù)列的通項(xiàng)公式.
解析 ?由已知an-an-1=3n-1,則a2-a1=31,a3-a4=32,a4-a3=33,…,an-an-1=3n-1,然后,將各式累加可求得。
(二)倒序項(xiàng)加法和錯(cuò)位相減法
在等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)中要概括出“倒序相加法”, 在等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)中則要領(lǐng)悟出“錯(cuò)位相減法”的精髓.
例2 ?(1) 設(shè),利用課本中推導(dǎo)等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的方法,
可求f(-5)+f(-4)+ … +f(0)+ … +f(5)+f(6) 的值.
(2)設(shè)數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為,求數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn.
解析 (1)通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn),待定式中自變量呈現(xiàn)對(duì)稱美,不難發(fā)現(xiàn)-5+6=-4+5=…
=0+1=1,由此發(fā)出“若自變量的和為1,則其函數(shù)值之和等于一個(gè)常數(shù)”的感悟. 很容易導(dǎo)出f(x)+f(1-x)=1. 于是該題可用“倒序相加法”求解,得出所求的值為6.
三、解決數(shù)列問(wèn)題過(guò)程中,融合函數(shù)、方程、基本量、分類討論、化歸、極限等數(shù)學(xué)思想方法
(一)函數(shù)思想
數(shù)列是一種特殊函數(shù),教學(xué)中要突出數(shù)列與函數(shù)的內(nèi)在聯(lián)系. 關(guān)于等差數(shù)列,由通項(xiàng)公式和求和公式看出,an和Sn都是n的函數(shù),當(dāng)d≠0時(shí),an是n的一次函數(shù),Sn是n的二次函數(shù). 因此可以用一次、二次函數(shù)的有關(guān)知識(shí)來(lái)解決等差數(shù)列的通項(xiàng)、前n項(xiàng)和的問(wèn)題. 遇到有關(guān)遞推不等式問(wèn)題時(shí)可轉(zhuǎn)化為相關(guān)函數(shù)的單調(diào)性問(wèn)題.
例3 設(shè)函數(shù)f(x)=x-sinx,數(shù)列{an}滿足:0 解析 ?先用數(shù)學(xué)歸納法證明0 (ⅱ)假設(shè)當(dāng)n=k時(shí)結(jié)論成立,即0 (0,1)上是增函數(shù),又f(x)在[0,1]上連續(xù),f(0) (二)基本量思想和方程思想 等差數(shù)列或等比數(shù)列的通項(xiàng)公式、前n項(xiàng)和公式中均含有四個(gè)量,運(yùn)用方程思想,知三求一. 在解決等差數(shù)列或等比數(shù)列問(wèn)題時(shí),把首項(xiàng)及公差、公比視為等差數(shù)列、等比數(shù)列的基本量,可以根據(jù)條件列出方程或方程組,通過(guò)解方程求得所求的量. 例4 ?在1與2之間插入n個(gè)正數(shù)a1,a2,a3……,an,使這n+2個(gè)數(shù)成等比數(shù)列;又在1與2之間插入n個(gè)正數(shù)b1,b2,b3,……,bn,使這n+2個(gè)數(shù)成等差數(shù)列. 記An=a1a2a3……an,Bn=b1+b2+b3+……+bn. 求數(shù)列{An}和{Bn}的通項(xiàng). 解析(Ⅰ)設(shè)公比為q,公差為d,等比數(shù)列1,a1,a2,……,an,2,等差數(shù)列1,b1,b2,……,bn,2. 則A1=a1=1·q ?A2=1·q·1·q2 ?A3=1·q·1·q2·1·q3 又∵an+2=1·qn+1=2得qn+1=2. An=q·q2…qn=(n=1,2,3…). 又∵bn+2=1+(n+1)d=2 ?∴(n+1)d=1. B1=b1=1+d, ?B2=b2+b1=1+d+1+2d , Bn=1+d+…+1+nd=1.5n. 參考文獻(xiàn): [1]劉向東. ?注重過(guò)程,貴在自然[J]. ?高中數(shù)學(xué)教與學(xué),2002,6. [2]張健. ?高中新課程必修5“數(shù)列”內(nèi)容分析及教學(xué)建議[J]. 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考,2006,11. [3]劉英琳. ?巧用數(shù)列極限求解析幾何問(wèn)題[J]. 中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考,2005,3.