【摘要】數(shù)列模塊在高考中占有非常重要的位置,近幾年的高考試題中,數(shù)列部分一般是一個大題、一個小題,占20分左右,難度中等,但由于數(shù)列中知識點較多、關系復雜,歷屆考生經(jīng)常在數(shù)列問題上因思維不嚴謹、方法不靈活而出錯.為此,梳理數(shù)列中易出錯的兩大“雷區(qū)”,以期引起學生的警示,幫助學生成功地走出“雷區(qū)”,從而加深對數(shù)列的理解,培養(yǎng)學生思維的靈活性和嚴謹性.
【關鍵詞】數(shù)列;函數(shù);高中數(shù)學
雷區(qū)1 忽視n=1是否需要驗證的問題
教學中發(fā)現(xiàn)不少學生總是搞不清楚到底是否需要驗證n=1,非常困惑與苦惱,這類問題主要有以下兩種類型.
類型1 已知前n項和Sn求an時,是否需要驗證n=1.
該類型必須驗證n=1,這是因為an=Sn-Sn-1這個關系式只適合于n≥2,n=1時無意義.
例1 在數(shù)列an中,前n項和Sn=3n2-4n,那么數(shù)列an的通項公式an= .
解 a1=S1=3-4=-1,
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=3n2-4n-3(n-1)2-4(n-1)=6n-7,
又因為a1適合上式,
所以an=6n-7.
變式1 若將上題中的Sn=3n2-4n改為Sn=3n2-4n+1,那么數(shù)列an的通項公式an=.
解 a1=S1=3-4+1=0,
當n≥2時,an=Sn-Sn-1=3n2-4n-3(n-1)2-4(n-1)=6n-7,又因為a1不適合
點評 上述步驟可以簡稱為“三步走”,三個步驟缺一不可,尤其是第三步驗證n=1,恰是學生容易遺漏的步驟.在驗證n=1之后,結果有兩種情況:如果a1適合第二步的式子,最后結果就用第二步的一個式子進行表示;如果a1不適合第二步的式子就要寫成分段的形式.因此,這種題型必須驗證n=1.
例2 已知數(shù)列an滿足a1+4a2+…+3n-2an=2n,則an=.
解 當n=1時,a1=2,
因為a1+4a2+…+3n-2an=2n①,
所以a1+4a2+…+3n-5an-1=2n-1,n≥2②,
變式2 已知數(shù)列an的首項a1=1,且滿足a1·a2·a3·…·an=n3n≥2,則an= .
解 因為a1·a2·a3·…·an=n3n≥2,
a1·a2·a3·…·an-1=n-13n≥3,
又因為a1=1,a1·a2=23,所以a2=23,
點評 例2雖然不是以Sn的形式出現(xiàn)的,但等式a1+4a2+…+3n-2an=2n左邊也是和的形式,因此實質(zhì)上和例1是同一種題型;變式2是已知前n項積Tn求an,和已知前n 項和Sn求an的道理一樣,即必須驗證n=1.
類型2 等差(等比)數(shù)列的判定時是否需要驗證n=1.
例3 已知Sn表示數(shù)列an的前n項和,首項a1=1,且4Sn+1=2Sn-7n∈N*.求數(shù)列an的通項公式.
解 因為4Sn+1=2Sn-7,
所以當n≥2時,4Sn=2Sn-1-7,
所以數(shù)列an從第二項起是等比數(shù)列,
雷區(qū)2 構造新數(shù)列之后,混淆新舊數(shù)列的關鍵項
構造新數(shù)列之后,新數(shù)列的首項、第n項等關鍵項與舊數(shù)列是不同的,一定要搞清新、舊數(shù)列的關鍵項,才能成功地避開雷區(qū).
例4 已知數(shù)列an的首項a1=4,an+1=3an-4,求數(shù)列an的通項公式.
解 設an+1+x=3an+x,
即an+1=3an+2x,
又an+1=3an-4,
所以x=-2,
故an+1-2=3an-2.
又因為a1-2=2,
所以an-2是等比數(shù)列,首項為2,公比為3,
所以an-2=2×3n-1,
所以an=2×3n-1+2.
點評 構造新數(shù)列an-2之后,新數(shù)列的首項是a1-2,而不是a1.
變式3 已知數(shù)列an中,a1=8,a2=3,an=2an-1+3an-2n≥3,求這個數(shù)列的通項公式.
解 因為an=2an-1+3an-2,
所以an+an-1=3an-1+an-2,
又a1+a2=11,
所以an+an-1是首項為11,公比為3的等比數(shù)列,
則an+an-1=11×3n-2①,
又an-3an-1=-an-1-3an-2,a2-3a1=-21,
所以an-3an-1是首項為-21,公比為-1的等比數(shù)列,則an-3an-1=-21·-1n-2②,
①②兩式組成方程組即可解得
點評 ①②兩式中等號右邊3的指數(shù)是n-2,而不是n-1,這是因為an+an-1是數(shù)列an+an-1的第n-1項,而不是第n項.