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歸類教材中遞推式 同構(gòu)求解數(shù)列通項

2023-08-30 14:34張祖蘭黎福慶
關(guān)鍵詞:同構(gòu)

張祖蘭 黎福慶

[摘 要]數(shù)列遞推式呈現(xiàn)出數(shù)列各項之間的關(guān)聯(lián),由數(shù)列遞推式探究數(shù)列通項公式是課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)要求,也是高考考查數(shù)列的主要內(nèi)容。新人教A版數(shù)學(xué)教材是實現(xiàn)教學(xué)要求,落實核心素養(yǎng)的重要載體。文章主要以新人教A版數(shù)學(xué)選擇性必修第二冊中的例習(xí)題為例歸類整理教材中的數(shù)列遞推式,并巧妙變式探究,揭示數(shù)列遞推式類型的特征,以同構(gòu)思想構(gòu)造等差、等比形式的輔助數(shù)列,進(jìn)而提煉數(shù)列通項公式的求解策略:設(shè)參同構(gòu)輔助數(shù)列—待定系數(shù)法求參—求解輔助數(shù)列的通項公式—求解原數(shù)列的通項公式,旨在發(fā)展學(xué)生的邏輯推理和數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]遞推式;數(shù)列通項;同構(gòu)

[中圖分類號] ? ?G633.6 ? ? ? ?[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] ? ?A ? ? ? ?[文章編號] ? ?1674-6058(2023)11-0029-05

《普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017 年版)》指出,數(shù)列是一類特殊的函數(shù),并要求學(xué)生通過探索數(shù)列的變化規(guī)律,建立通項公式。無窮多項的數(shù)列的變化規(guī)律一般可以通過數(shù)列中第[n]項與它前后幾項之間的關(guān)系來體現(xiàn),將這相鄰幾項的關(guān)系用式子表示出來就是數(shù)列遞推式。數(shù)列遞推式可以有效地表示出數(shù)列,通過數(shù)列遞推式,可以由前幾項解出數(shù)列的無窮多項;還可以進(jìn)一步研究數(shù)列的通項公式,掌握數(shù)列性質(zhì)。通過數(shù)列遞推式求解數(shù)列通項公式是高考考查的重點。

教材是重要的教學(xué)載體,其中的例習(xí)題不僅是傳授新知識、新概念的媒介,還是知識歸納、總結(jié)、提煉的模型。教材基于課程標(biāo)準(zhǔn)的要求編制,指向高考考查,是發(fā)展核心素養(yǎng)、落實“立德樹人”根本任務(wù)的重要教學(xué)資料。本文主要結(jié)合新人教A版數(shù)學(xué)選擇性必修第二冊中的例習(xí)題來歸納整理數(shù)列遞推式,并展示利用不同類型的數(shù)列遞推式求解數(shù)列通項公式的過程,從而基于模型提煉方法。

一、求解數(shù)列通項公式的方法

要想從數(shù)列遞推式中求出通項數(shù)列公式,構(gòu)造輔助數(shù)列是關(guān)鍵一步。觀察分析數(shù)列遞推式的類型特點,通過加法、減法、乘法、除法、取倒數(shù)、取對數(shù)等運(yùn)算以及待定系數(shù)法,結(jié)合函數(shù)與方程思想將數(shù)列遞推式轉(zhuǎn)化成左右兩邊結(jié)構(gòu)相同的等式,此同構(gòu)等式具備良好性質(zhì),一般可看成等差數(shù)列或者等比數(shù)列的相鄰項,從而構(gòu)造出輔助數(shù)列,求出輔助數(shù)列的通項公式,進(jìn)而在此基礎(chǔ)上求解原數(shù)列的通項公式?;跀?shù)列遞推式同構(gòu)等差數(shù)列、等比數(shù)列,學(xué)生需要具備較強(qiáng)的觀察分析能力、邏輯推理能力以及數(shù)學(xué)運(yùn)算素養(yǎng)。

當(dāng)數(shù)列遞推式為多項式函數(shù)或分?jǐn)?shù)型多項式函數(shù)型時,可以基于數(shù)列遞推式的不動點實現(xiàn)同構(gòu),突破部分?jǐn)?shù)列遞推式同構(gòu)的難點,從而順利求出數(shù)列的通項公式,找到同構(gòu)的規(guī)律。

不動點的定義:一般地,設(shè)函數(shù)[y=f(x)]是定義在集合[D]上的函數(shù),若[?x0∈D,]使得[f(x0)=x0]成立,則稱[x0]為函數(shù)[y=f(x)]的不動點。

不動點是函數(shù)中的概念。數(shù)列作為定義在正整數(shù)集或其子集上的離散型函數(shù),也有其不動點。

一般地,對于數(shù)列[an]來說,遞推式[an+1=f(an)]可以看成是[an+1]關(guān)于[an]的函數(shù),若[an+1=f(an)=an]有解[λ],則稱[λ]為數(shù)列的不動點。此時,若[an=λ],則有[an+1=λ,][an+2=λ],[an+3=λ],…,數(shù)列[an]為常數(shù)數(shù)列。特殊地,若遞推式[an+1=f(an)]是關(guān)于[an]的多項式函數(shù)或分?jǐn)?shù)型多項式函數(shù),當(dāng)遞推式[an+1=f(an)]存在不動點[λ]時,則有[an+1=f(an)=an]成立,即方程[f(an)-an=0]成立,說明[an=λ]是方程[f(an)-λ=0]的根,根據(jù)多項式分解原理可得到[f(an)-λ=(an-λ)g(an)] ,[g(an)]為多項式,而[an+1=f(an)],此時式子變形為[an+1-λ=(an-λ)g(an)], [an+1-λ]與[an-λ]的結(jié)構(gòu)相同,則運(yùn)用這一同構(gòu)構(gòu)造輔助數(shù)列,從而可求解出數(shù)列[an]的通項公式。

接下來,筆者將新人教A版數(shù)學(xué)選擇性必修第二冊“數(shù)列”章節(jié)中所出現(xiàn)的遞推式進(jìn)行分類,思考基于不同類型遞推式求解通項公式的底層邏輯與共性規(guī)律。

二、數(shù)列遞推式的分類與通項公式求解

可以按照遞推式中出現(xiàn)項的個數(shù)以及項之間的關(guān)系對遞推式進(jìn)行分類。若遞推式中只出現(xiàn)相鄰兩項[an,an+1],則稱為一階遞推式,一般表示為[an+1=f(an)],若[f(x)]為線性函數(shù),則將此一階遞推式稱為一階線性遞推式。若遞推式中出現(xiàn)相鄰三項[an],[an+1],[an+2],則稱為二階遞推式,一般表示為[an+2=f(an+1,an)]。特別地,當(dāng)遞推式[an+2=f(an+1,an)=g(an+1)+h(an)]時,[h、g]為線性函數(shù)。教材只出現(xiàn)了一階遞推式和二階遞推式。

(一)當(dāng)遞推式為一階遞推式時

類型一:[an+1=an+dn∈N*,d∈R]

此遞推式說明該數(shù)列為等差數(shù)列,根據(jù)題設(shè)條件求基本量[a1,d]即可得出通項公式[an=a1+(n-1)d(n∈N*)]。將常數(shù)[d]推廣為關(guān)于[n]的函數(shù)[f(n)],可得到更一般的情況。

推廣:[an+1=an+f(n)(n∈N*)]可用累加法求通項公式。

[例1](改編自新人教A版數(shù)學(xué)選擇性必修第二冊第8頁第8題)若數(shù)列[an]的首項[a1=1],且滿足[an=an-1+2n-1(n≥2)],求數(shù)列[an]的通項公式。

解:由題意得[an-an-1=2n-1],[an-1-an-2=2n-2],[an-2-an-3=2n-3],…,[a3-a2=22],[a2-a1=2],

將上式累加實現(xiàn)消元得

[an-a1=2n-1+2n-2+2n-3+…+22+2][=2(1-2n-1)1-2=2n-2],[an=2n-1]。

類型二: [an+1=qan]([n∈N*],[q∈R]且[q≠0],[a1≠0])

此遞推式說明該數(shù)列為等比數(shù)列,根據(jù)題設(shè)條件求基本量[a1]、[q]即可得出通項公式[an=a1qn-1(n∈N*)]。

[例2](2016年高考全國Ⅲ卷第7題)已知各項都為正數(shù)的數(shù)列[an]滿足[a1=1],[a2n-(2an+1-1)an-2an+1=0]。(1)求[a2],[a3];(2)求數(shù)列[an]的通項公式。

解:(1)通過遞推式可得[a2=12,a3=14];

(2)由[an2-(2an+1-1)an-2an+1=0]可得[(2an+1-an)(an+1)=0],∵[an>0],∴[an+1an=12],故數(shù)列[an]是首項為1,公比為[12]的等比數(shù)列,故[an=12n-1]。

將類型二推廣成[an+1=an·f(n)(n∈N*)],可用累乘法求通項公式。

類型三:[an+1=pan+q(n∈N*,p、q∈R)]

若[p=0],則有[an+1=q],此數(shù)列為常數(shù)數(shù)列;若[p=1],則有[an+1=an+q],此數(shù)列為等差數(shù)列;若[q=0],則有[an+1=pan(p≠0)],此數(shù)列為等比數(shù)列。若為一般情況(如例3),應(yīng)該如何處理呢?

[例3](新人教A版數(shù)學(xué)選擇性必修第二冊第41頁第8題)若數(shù)列[an]的首項[a1=1],且滿足[an+1=2an+1],求數(shù)列[an]的通項公式。

學(xué)生容易發(fā)現(xiàn)此數(shù)列既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,而是基于等差數(shù)列和等比數(shù)列構(gòu)造的,后一項是前一項的2倍再加上1。那么,可通過同構(gòu)思想把1拆開成兩部分,重新構(gòu)造一個新數(shù)列[an-λλ∈R],使得新數(shù)列正好是一個公比為2的等比數(shù)列,新數(shù)列首項為[a1-λ]。因此,需要用待定系數(shù)法將[λ]求出。[an+1-λ=2(an-λ)],即[an+1=2an-λ] ,求得[λ=-1]。

將上述特殊情況推廣到一般情況:對[an+1=pan+q(n∈N*,p,q∈R)]進(jìn)行類似的同構(gòu),即構(gòu)造一個新數(shù)列[an-λ(λ∈R)],使得新數(shù)列滿足[an+1-λ=p(an-λ)],即[an+1=pan+(1-p)λ]與[an+1=pan+q]聯(lián)立,解得[λ=q1-p],則有[an+1-q1-p=pan-q1-p]。若[a1≠q1-p],則數(shù)列[an-q1-p]正好是首項為[a1-q1-p],公比為[p(p≠0)]的等比數(shù)列,因此數(shù)列的通項公式為[an=a1-q1-ppn-1+q1-p];若[a1=q1-p],則數(shù)列[an]為常數(shù)數(shù)列,[an=q1-p]。

在構(gòu)造輔助數(shù)列[an-λ(λ∈R)]時,系數(shù)[λ=q1-p]的值是十分重要的。觀察遞推式[an+1=pan+q(n∈N*,p,q∈R)],不難發(fā)現(xiàn)[q1-p]是關(guān)于[x]的方程[x=px+q]的解。此方程[x=px+q(p,q∈R)]叫作特征根方程。因此,我們只要解特征根方程,求出[λ]的值,即可構(gòu)造出等比數(shù)列[an-λ(λ∈R)],此時[λ]就叫作數(shù)列的不動點。

總結(jié):對于[an+1=pan+q(n∈N*,p,q∈R)]類型的線性遞推式,可以先求出數(shù)列的不動點[λ=q1-p],然后在式子兩邊同時減去[λ],構(gòu)造出等比數(shù)列[an-λ(λ∈R)]。

此類型的遞推式是常見的重點遞推式,常出現(xiàn)在高考中。如2014年高考全國Ⅱ卷理科數(shù)學(xué)試卷中的題目:已知數(shù)列[an]滿足[a1=1],[an+1=3an+1]。(1)證明數(shù)列[an+12]是等比數(shù)列,并求出數(shù)列[an]的通項公式。

當(dāng)然,常數(shù)[q]也可以推廣成[f(n)],此時遞推式為[an+1=pan+f(n)]。

若[f(n)]是指數(shù)型函數(shù),遞推式為[an+1=pan+kqn(n∈N*,p,q,k∈R)]時,我們可以觀察遞推式含有[qn]的特點,通過加減乘除的運(yùn)算,構(gòu)造等差數(shù)列或者等比數(shù)列。

[例4](改編自新人教A版數(shù)學(xué)選擇性必修第二冊第41頁第7題)若數(shù)列[an]的首項[a1=1],且滿足[an+1+an=3×2n],求數(shù)列 [an]的通項公式。

方法1:構(gòu)造一個等比數(shù)列。將多余部分[3×2n]進(jìn)行拆分,從而構(gòu)造新數(shù)列[an-λ2n],使得它成為一個公比為-1的等比數(shù)列,滿足[an+1-λ2n+1=-(an-λ2n)],則有[an+1=-an+λ2n+1+λ2n=-an+3λ2n],將此式與題設(shè)[an+1+an=3×2n]聯(lián)立,即可解出待定系數(shù)[λ=1],則數(shù)列[an-2n]是一個首項為[a1-2=-1],公比為[-1]的等比數(shù)列,[an-2n=(-1)n],所以[an=2n+(-1)n]。

方法2:將問題轉(zhuǎn)化為類型三。除以指數(shù)部分,可得[an+12n+an2n=3],則有[an+12n=-12·an2n-1+3],令[bn=an2n-1],構(gòu)造輔助數(shù)列[bn],首項為1,且滿足遞推關(guān)系[bn+1=-12bn+3],如此問題變成了類型三。容易求出數(shù)列[bn]的不動點[λ=2],可以得到數(shù)列[bn-2]是一個首項為[-1],公比為[-12]的等比數(shù)列,則有[bn-2=-1×-12n-1],即有[an2n-1-2=-1×-12n-1],化簡得[an=2n+(-1)n]。

若[f(n)]是一次函數(shù)形式,也可以用同樣的思路對[an+1=pan+f(n)]進(jìn)行同構(gòu)。

變式1:若數(shù)列[an]的首項[a1=1],且滿足[an+1+an=3+2n],求數(shù)列 [an]的通項公式。

考慮到[f(n)=3+2n]為一次多項式,為了使題設(shè)條件變同構(gòu)形式,則需要構(gòu)造新數(shù)列[an-kn-b(k,b∈R)],使其成為公比為[-1]的等比數(shù)列,則有[an+1-k(n+1)-b=-(an-kn-b)],整理得[an+1=-an+2kn+k+2b],與[an+1+an=3+2n]聯(lián)立可得[2k=2,k+2b=3,]解得[k=1,b=1,]因此數(shù)列[an-n-1]是一個首項為-1,公比為-1的等比數(shù)列,則有[an=1+n+-1n]。

推廣:對于遞推式為[an+1=pan+f(n)],必須要認(rèn)真觀察函數(shù)[f(n)]的類型,將其分解成常見的基本初等函數(shù),并通過相應(yīng)的基本初等函數(shù)構(gòu)造輔助的等比數(shù)列,最后結(jié)合題設(shè)條件運(yùn)用待定系數(shù)法求出輔助數(shù)列的首項與公比,進(jìn)而求出[an]的表達(dá)式。

變式2:若數(shù)列[an]的首項[a1=1],且滿足[an+1+an=3n×2n],求數(shù)列 [an]的通項公式。

此時[f(n)=3n×2n],是一次函數(shù)與指數(shù)函數(shù)的乘積,因此構(gòu)造的輔助數(shù)列應(yīng)為[an-(kn+b)2n],公比為-1,其中[k]、[b]需要應(yīng)用待定系數(shù)法求出。

[an+1-kn+k+b2n+1=-an-kn+b2n],整理得[an+1=-an+3kn+2k+3b2n],

與[an+1=-an+3n×2n]聯(lián)立可得[3k=3,2k+3b=0,]解得[k=1,b=-23,]

因此數(shù)列[an-n-232n]是一個首項為[13],公比為-1的等比數(shù)列,則有[an=n-232n-13(-1)n]。

類型四:[an+1=pan+qran+h(n∈N*,p,q,r,h∈R)]

[例5](新人教A版數(shù)學(xué)選擇性必修第二冊第41頁第11題節(jié)選)已知數(shù)列[an]的首項[a1=35],且滿足[an+1=3an2an+1]。(1)求證:數(shù)列 [1an-1]為等比數(shù)列。

求解此類型數(shù)列的通項公式通常有兩種方法:

方法1:取倒數(shù)將問題轉(zhuǎn)化為前五種模型,進(jìn)而構(gòu)造等差或等比數(shù)列進(jìn)行求解。

顯然,(1)證明有助于我們研究數(shù)列[an]的基本性質(zhì)與通項公式,而證明只需緊扣等比數(shù)列的定義,結(jié)合題設(shè)條件求出后一項與前一項的比值為不等于0的常數(shù)即可,難度較??;難的是如何構(gòu)造出(1)中的輔助數(shù)列?如果沒有(1)的鋪墊,我們應(yīng)該如何研究數(shù)列[an]的基本性質(zhì)與通項公式呢?

我們一起來看,由題設(shè)可知,[an>0],由[an+1=3an2an+1]兩邊取倒數(shù)得[1an+1=2an+13an=13·1an+23],此式符合類型三的結(jié)構(gòu),容易得該數(shù)列的特征根為[-1],因此數(shù)列[1an-1]是首項為[23],公比為[13]的等比數(shù)列,命題得證。

方法2:不動點法。

在此題數(shù)列中,特征根方程是[x=3x2x+1],解得[x1=0],[x2=1],在[an+1=3an2an+1] ①兩邊同時減去1,得[an+1-1=3an2an+1-1=an-12an+1] ②,①和②右邊分母相同,都為[2an+1],[①÷②]可以消去分母得 [an+1an+1-1=3anan-1=3anan-1],式子兩邊的結(jié)構(gòu)相同,構(gòu)造輔助的等比數(shù)列[anan-1],首項為[a1a1-1=-32],公比為3,則有[anan-1=-32×3n-1=-3n2],則[1-1an=-23n],則有[1an-1=23n],命題得證。

[例6](改編自新人教A版數(shù)學(xué)選擇性必修第二冊第51頁習(xí)題4第3題)已知數(shù)列[an]滿足[a1=1],[4an+1-anan+1+2an=9(n∈N*)]。求數(shù)列[an]的通項公式。

解:題中的遞推式可變形成[an+1=9-2an4-an=f(an)],[f(x)]是分式多項式,故可用不動點法進(jìn)行同構(gòu)。令[an+1=an=x],則可以得[4x-x2+2x=9],即[x2-6x+9=0],解得[x1=x2=3],

將遞推式變形為[an+1=9-2an4-an],[an+1-3=9-2an4-an-3=an-34-an],對該式取倒數(shù)得[1an+1-3=4-anan-3],變形為[1an+1-3=-(an-3)+1an-3=-1+1an-3],得到輔助的等差數(shù)列[1an-3],首項是[-12],公差為[-1],則有[1an-3=12-n],解得[an=5-6n1-2n]。

當(dāng)然教材也給了一種解決策略,即計算出數(shù)列[an]的前四項,由此觀察猜想數(shù)列[an]的通項公式,并用數(shù)學(xué)歸納法證明。證明在正整數(shù)[n]范圍內(nèi)都成立的命題時,數(shù)學(xué)歸納法確實是一種高效的方法,此題的證明過程可參考教材和教學(xué)參考資料。

對于[an+1=pan+qran+h]類型的分式遞推式,其特征根方程是[x=px+qrx+h]。

(1)若上述方程有兩個不相等的實數(shù)根[α]、[β],則數(shù)列[an-αan-β]是等比數(shù)列。

(2)若上述方程有一個實數(shù)根[α],則數(shù)列[1an-α]是等差數(shù)列。

(3)若上述方程無實數(shù)根,有兩個虛數(shù)根[α]、[β],則數(shù)列[an-αan-β]是等比數(shù)列,此時進(jìn)一步研究數(shù)列[an],可以證明其為周期數(shù)列。

(二)當(dāng)遞推式為二階遞推式時

教材中只出現(xiàn)了二階線性遞推式[an+2=pan+1+qan(n∈N*,p,q∈R)]。

關(guān)于數(shù)列的概念,新教材在“閱讀與思考”欄目中借助兔子繁殖問題介紹了斐波那契數(shù)列。

已知在數(shù)列[an]中,[a1=a2=1],[an+2=an+1+an],求數(shù)列[an]的通項公式。

由遞推式[an+2=an+1+an]可知,數(shù)列[an]既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,因此根據(jù)同構(gòu)思想構(gòu)造一個等比數(shù)列[an+1-λ1an],其公比為[λ2],則有[an+2-λ1an+1=λ2(an+1-λ1an)],整理得[an+2=(λ1+λ2)an+1-λ2λ1an],與遞推式[an+2=an+1+an]聯(lián)立可得,[λ1+λ2=1,λ1λ2=-1,]則[λ1,λ2]是方程[x2=x+1]的兩個根,解得[λ1=1+52,λ2=1-52,]或[λ1=1-52,λ2=1+52。]

當(dāng)[λ1=1+52,λ2=1-52]時,[an+2-1+52an+1=1-52an+1-1+52an],則根據(jù)等比數(shù)列的定義以及通項公式可以求出[an+1-1+52an=1-52n-11-1+52] ①

當(dāng)[λ1=1-52,λ2=1+52]時,[an+2-1-52an+1=1+52an+1-1-52an],則根據(jù)等比數(shù)列的定義以及通項公式可以求出[an+1-1-52an=1+52n-11-1-52] ②

由①-②可得[-5an=1-52n-11-1+52-1+52n-11-1-52 ],

可化為[an=551+52n-551-52n],通項公式的結(jié)構(gòu)為[an=Aλn2+Bλn1],[λ1],[λ2]是方程[x2=x+1]的兩個根,我們把此方程[x2=x+1]稱作該數(shù)列的特征根方程,[λ1],[λ2]叫作該數(shù)列的特征根;運(yùn)用一元二次方程的知識求解特征根后,只需要根據(jù)題設(shè)條件[a1=a2=1]反解出系數(shù)[A]、[B],就可以寫出二階線性遞推式的通項公式。

由遞推式[an+2=pan+1+qan(n∈N*,p,q∈R)],可知數(shù)列[an]既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,因此根據(jù)同構(gòu)思想構(gòu)造一個等比數(shù)列[an+1-λ1an],其公比為[λ2],則有[an+2-λ1an+1=λ2(an+1-λ1an)],整理得[an+2=(λ1+λ2)an+1-λ2λ1an],

與遞推式[an+2=pan+1+qan]聯(lián)立可得[λ1+λ2=p,λ1λ2=-q,]則[λ1],[λ2]是特征根方程[x2=px+q]的兩個根,由于[λ1],[λ2]的地位相同,故會出現(xiàn)兩組解,其所對應(yīng)的同構(gòu)形式均能成立。

當(dāng)[an+2-λ1an+1=λ2(an+1-λ1an)]時,則根據(jù)等比數(shù)列的定義以及通項公式可以求出[an+1-λ1an=λn-12(a2-λ1a1)] ①

當(dāng)[an+2-λ2an+1=λ1(an+1-λ2an)]時,則根據(jù)等比數(shù)列的定義以及通項公式可以求出[an+1-λ2an=λn-11(a2-λ2a1)] ②

由①-②可得[λ2an-λ1an=λn-12(a2-λ1a1)-λn-11(a2-λ2a1)],[an=λn-12(a2-λ1a1)λ2-λ1-λn-11(a2-λ2a1)λ2-λ1],可化為[an=λ2n(a2-λ1a1)λ2(λ2-λ1)-λn1(a2-λ2a1)λ1(λ2-λ1)],觀察通項公式的特點可以發(fā)現(xiàn),[an=Aλn2+Bλn1],[其中A=(a2-λ1a1)λ2(λ2-λ1)],[B=-(a2-λ2a1)λ1(λ2-λ1)]。

綜上可知,對于二階線性遞推式,可以先求出特征根方程的特征根,接著再通過[a1]、[a2]的值待定出[A]、[B],即可求出數(shù)列[an]的通項公式。

三、提煉總結(jié)

經(jīng)過上述分析后不難發(fā)現(xiàn),由遞推式求解通項公式的關(guān)鍵是同構(gòu)思想。首先需要觀察遞推式的特點,引入?yún)?shù)構(gòu)造等差數(shù)列或等比數(shù)列;然后根據(jù)等差數(shù)列或等比數(shù)列的性質(zhì)將遞推式與題設(shè)條件進(jìn)行比較,從而用待定系數(shù)法求解參數(shù),得到輔助數(shù)列的通項公式,進(jìn)而得到原數(shù)列的通項公式,解決與原數(shù)列性質(zhì)有關(guān)的問題。上述過程可提煉為:設(shè)參同構(gòu)輔助數(shù)列—待定系數(shù)法求參—求解輔助數(shù)列的通項公式—求解原數(shù)列的通項公式。當(dāng)數(shù)列的遞推式是多項式函數(shù)或者分?jǐn)?shù)型多項式函數(shù)時,可以運(yùn)用不動點法快速找到同構(gòu)式子,從而得到輔助數(shù)列。

[ ? 參 ? 考 ? 文 ? 獻(xiàn) ? ]

[1] ?中華人民共和國教育部.普通高中數(shù)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn):2017年版[M].北京:人民教育出版社,2018.

[2] ?黃耿躍.揭開不動點求數(shù)列通項公式的教學(xué)困惑[J].中學(xué)數(shù)學(xué)研究,2022(8):16-18.

[3] ?肖輝,吳云.基于深度學(xué)習(xí)的高三專題復(fù)習(xí)教學(xué)微設(shè)計:以“同構(gòu)法求數(shù)列通項公式”為例[J].數(shù)學(xué)之友,2022(14):89-91.

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(責(zé)任編輯 黃春香)

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