【摘要】數(shù)列是高中數(shù)學(xué)核心內(nèi)容之一,也是新高考數(shù)學(xué)必考內(nèi)容,深受高考命題的青睞,且??汲P?近幾年數(shù)列主要考查通項求法、數(shù)列求和等核心概念及方法,重在對學(xué)生的數(shù)學(xué)抽象、邏輯推理、數(shù)學(xué)運算等核心素養(yǎng)進行考查.在考查形式上也推陳出新,有結(jié)構(gòu)不全,開放試題,板塊間知識交匯等,通過研究命題與解題策略,希望能對高考復(fù)習(xí)中的學(xué)生有一定幫助.
【關(guān)鍵詞】新高考;數(shù)列;命題與解題;策略
新高考從2014年在浙江和上海試點啟動,2017年浙江和上海首屆新高考,至今新高考已七個年頭.面對新高考復(fù)習(xí)備考,很多省市仍然是新課題,經(jīng)驗不足,研究不夠,需要廣大一線教師共同探討,深耕細作,交流分享才能共同提高,在新高考中占有一席之地.
1? 2021—2023年新高考數(shù)列解答題考點統(tǒng)計
總體來說,數(shù)列板塊在高考試題中難度不高,除2023年新課標(biāo)Ⅰ卷,位置都較為靠前,對考生來講較為友好,具體情況如表1.
通過對數(shù)列板塊解答題考點梳理,不難發(fā)現(xiàn)解答題對數(shù)列考查知識點覆蓋不夠全面,命題者往往還會通過一個選擇題或填空題進行補充,以盡可能多地將數(shù)列核心概念、基本思想方法納入考查范圍來彌補解答題知識點覆蓋較少的不足.
結(jié)合2024九省聯(lián)考分析,新高考弱化對數(shù)列常規(guī)解答題的考查,不代表數(shù)列內(nèi)容推出高考舞臺,可能會改變題型,在選填小題中會加大考試力度,但依然會注重數(shù)列基礎(chǔ)知識的考查,但也不排除將數(shù)列與高數(shù)背景結(jié)合考解答題,這樣數(shù)列的難度還會加大,我們更應(yīng)在基礎(chǔ)知識和方法上下足功夫.
2? 數(shù)列命題規(guī)律探析
從2021—2023年高考試題來看,數(shù)列通項公式和前n項和的考查是主旋律,但是在載體的選擇上往往推陳出新,涉及集合、不等式證明、解不等式、解方程等內(nèi)容.
2.1? 數(shù)列核心概念唱響主旋律
回顧近三年共6套新高考真題數(shù)列的解答題,其中5套都考查了通項公式,4套第(2)小題還考查了數(shù)列前n項和,充分體現(xiàn)數(shù)列核心概念的考查仍然是新高考的主旋律.數(shù)列核心概念還包括數(shù)列概念,等差、等比數(shù)列等特殊數(shù)列,挖掘數(shù)列核心概念對高中育人價值,有助于體現(xiàn)高中數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的重要意義.
例如? 2021新課標(biāo)Ⅰ卷第17題,該題除對數(shù)列通項公式、前n項和進行考查,還注重對學(xué)生分類討論思想進行考查,對學(xué)生綜合能力要求起到一定的考核作用.面對這類題目,學(xué)生既需要掌握核心概念、基本方法,又需要具備一定的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
2.2? 突出數(shù)列與不等式的融合
數(shù)列與不等式從高考命題考試就連在一起了,數(shù)列是考查不等式很好的載體,不等式是考查學(xué)生思維能力不可或缺的一部分.數(shù)列中的項可涉及不等式,前n項和也可涉及不等式,既有解不等式,證明不等式,還有涉及不等式的最值問題.
例如? 2023新課標(biāo)Ⅱ卷第18題,第(2)小題關(guān)于不等式的證明有一定難度,學(xué)生不易想到通過分奇偶證明,在證明過程中容易受定勢思維的影響.
2.3? 關(guān)注數(shù)列與概率統(tǒng)計重現(xiàn)
2019年高考新課標(biāo)Ⅰ卷21題史無前例的將概率統(tǒng)計板塊作為壓軸題驚呆了眾多學(xué)生,尤其是第(3)題將數(shù)列與概率統(tǒng)計結(jié)合令一線教師也十分詫異,新課標(biāo)Ⅰ卷也刷新了一線教師和學(xué)生對高考數(shù)學(xué)的理解.究其根本在于教師們在復(fù)習(xí)備考時思想不夠解放,對高考作為國家育才選材重要方式不夠理解.
數(shù)列與概率統(tǒng)計并不矛盾,在新高考的復(fù)習(xí)備考中仍然要注意這類題在高考中的重現(xiàn),同時還要舉一反三,關(guān)注或預(yù)測數(shù)列與其他知識的在融合,如三角函數(shù)、解析幾何等.
2.4? 重視數(shù)列與文化育人功能
中國古代數(shù)學(xué)家們有許多關(guān)于數(shù)列方面的成就,如郭守敬關(guān)于等差數(shù)列的三次內(nèi)插法,《九章算術(shù)》《孫子算經(jīng)》等都有關(guān)于數(shù)列的問題.通過這些成就一方面可以使數(shù)學(xué)課堂更加有趣,另一方面也是對學(xué)生的文化自信的培養(yǎng).數(shù)學(xué)不僅是一門自然科學(xué),也是實現(xiàn)育人功能的重要學(xué)科,以數(shù)學(xué)為載體,教育學(xué)生愛國,培養(yǎng)學(xué)生民族認同感,是一線教師共同的責(zé)任.
2.5? 重視從函數(shù)角度認識數(shù)列
數(shù)列是自變量為離散型的特殊函數(shù),在復(fù)習(xí)備考時要重視函數(shù)思想的應(yīng)用,解題時要求學(xué)生多從函數(shù)角度思考.從函數(shù)角度考查數(shù)列是高考命題常見形式,把握函數(shù)的本質(zhì),理解數(shù)列與函數(shù)的特殊關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生思考知識背后邏輯的能力.
3? 解題策略
3.1? 理解核心概念
例1? 記Sn為數(shù)列an的前n項和,已知Sn=2an-2n+1,求數(shù)列an的通項公式an.
解析? 當(dāng)n=1時,得a1=1.
當(dāng)n≥2時,
an=Sn-Sn-1=2an-2an-1-2,
可得an+2=2an-1+2,
利用等比數(shù)列可知an=3×2n-1-2(經(jīng)檢驗n=1也滿足).
本題重在理解前n項和公式得理解,很多學(xué)生搞不清楚什么要檢驗,什么時候不檢驗,就是沒有理解an=a1n=1Sn-Sn-1n≥2這個概念.
3.2? 掌握基本方法
例2? 在等差數(shù)列an中,a1=29,S10=S20,求數(shù)列an的前n項和Sn的最大值.
解析? 由題意,記等差數(shù)列an公差為d,
則290+45d=580+190d,
解得d=-2,
則Sn=29n-nn-1=-n-152+225.
所以當(dāng)n=15時,Sn取最大值225.
數(shù)列中涉及通項an和前n項和時,采用的基本方法是解方程方法,雖因題目不同,過程的難易程度不一樣,但方程思想基本能解決絕大多數(shù)涉及通項an和前n項和的題目,解方程方法應(yīng)屬基本思想方法.
3.3? 抓住本質(zhì)特征
例3? 已知數(shù)列an的前n項和Sn=2n2+2n,數(shù)列bn的前n項和Tn=2-bn.設(shè)cn=a2n·bn,證明:當(dāng)且僅當(dāng)n≥3時,cn+1
解析? 由Sn=2n2+2n,
當(dāng)n=1時,a1=4,
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1=4n,
當(dāng)n=1時也符合,
所以an=4n.
又Tn=2-bn,
當(dāng)n=1時,b1=1,
當(dāng)n≥2時,bn=Tn-Tn-1=-bn+bn-1,
可得bn=12bn-1,
所以bn=21-n.
由cn=a2n·bn=n225-n,
得cn+1-cn=24-n-n-12+2
當(dāng)且僅當(dāng)n≥3時,cn+1-cn<0,
即cn+1
數(shù)列的本質(zhì)就是函數(shù),要學(xué)會用函數(shù)的觀點思考數(shù)列問題.本題就是通過做差,運用函數(shù)的思維解決證明問題.
3.4? 注重題型歸納
數(shù)列通項公式與前n項和的求法題型很多,具有較強的規(guī)律性.前n項和的求法如公式法、倒序相加、錯位相減、裂項相消、分組求和等,數(shù)列中類似這些問題通過題型歸納能很快有效解決.
例4? 已知數(shù)列an滿足a1=1,an+1=2an+1,其中n∈N*.
(1)求數(shù)列an的通項公式;
(2)令bn=2n-1an+1,求數(shù)列bn的前n項和Sn.
解析? (1)由題意,an+1+1=2an+1,可得an+1+1an+1=2,n∈N*
所以數(shù)列an為等比數(shù)列.
由a1=1知an+1=a1+1·2n-1,可得an=2n-1.
(2)由題意,bn=2n-1·2n,
可知Sn=2+3·22+5·23+…+2n-1·2n,
2Sn=22+3·23+5·24+…+2n-1·2n+1
則-Sn=2+2·22+2·23+…+2·2n-2n-1·2n+1
-Sn=2+231-2n-11-2-2n-1·2n+1
Sn=2n-3·2n+1+6.
當(dāng)數(shù)列遞推公式滿足一次函數(shù)模型時,可通過在等式兩邊加(減)常數(shù)構(gòu)造等比數(shù)列模型求解數(shù)列的通項公式,主要考查學(xué)生是否具有構(gòu)造能力和意識.當(dāng)數(shù)列由等差數(shù)列與等比數(shù)列相乘構(gòu)成時,可采用錯位相減求數(shù)列前n項和,這些題型在高考命題中比較常見,也是數(shù)列板塊中的基礎(chǔ)知識,學(xué)習(xí)過程中應(yīng)注意歸納.
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