高考数列题的常用解题策略
浙江省永康县一中 李康海
数列是高中数学的重要内容,它与数、式、函数、方程、不等式有着密切的联系,求解数列题往往涉及到重要的数学思想方法,对学生的能力要求较高。因此,数列问题成为历年高考的热点内容,本文以高考题为实例,谈谈求解高考数列题的常用策略。
一、化归转化策略
数列问题常可化归为等差(等比)数列或化归为我们熟悉的数列问题去求解;又由于数列的通项公式及求和公式可看成是关于 的函数,因此,也可将数列问题转化成函数问题去解决。
例1、设 是正数组成的数列,其前 项和为 ,且对所有的自然数 , 与2的等差中项等于 与2的等比中项,求数列 的通项公式。 (1994年全国高考试题)
解:由题意 ,得 。当 ≥2时, ,整理得:
,故数列 是首项为2,公差为4的等差数列, 。
例2、设 为数列 的前 项和, ,数列 通项公式为 。
(1)求数列 的通项公式;
(2)若 ,则称 为数列 与 的公共项。将数列 与 的公共项,按它们在原数列中的先后顺序排成一个新的数列 ,证明数列 的通项公式为 ;
(3)略。 (1996年上海高考试题)
解:(1)由已知 ,当 时, ,解得 ,当 时, ,解得 。∴数列 是首项为3,公比为3的等比数列,故 。
(2)易知 不是数列 中的项, 是数列 中的第6项。设 是数列 中的第 项,则 , , 不是数列 中的项。又 , 是数列 中的项。因此, , 。
评析:解(2)的关键是由题设得出 这一关系式,难点是运用分类思想进行归纳、判断,得出 的通项公式,分类是按 除以3的余数来进行讨论。该题应用了化归、分类等思想,是一道反映高考动向,考察学生能力的好题。
例3、设等差数列 的前 项和为 ,已知 。
(1)求公差 的取值范围;
(2)指出 中哪一个值最大,并说明理由。 (1992年全国高考试题)
解:(1)由题意, 即 ,又 ,∴ ,代入(1),(2)得 。
(2) ,
,因为 <0,且当 时,
,由二次函数的知识得 时, 最大,即 最大。
二、整体思维策略
在解题时,运用数列的性质,如等差数列 中, ;等比数列 中, (其中 )等等,进行整体思考,可以简化解题过程,优化解题质量,
例4、等差数列 的前 项和为30,前 项和为100,则它的前 项和为(
)。
(A)130; (B)170; (C)210; (D)260。 (1996年全国高考试题)
解:由等差数列的性质,有 , 。
例5、设 是由正数组成的等比数列, 是其前 项和,证明
。 (1995年全国高考试题)
证明:设 的公比为 ,由 得
,
,故 。
三、特殊探测策略
通过对某些特殊情形的观察、探索,猜测出问题的一般结论,然后运用数学归纳法或其它方法加以证明。这种策略是解数列题的常用策略之一。
例6、是否存在常数 ,使等式 对一切自然数都成立,并证明你的结论。 (1989年全国高考试题)
解:令 得: ,解得 ,猜测:
对一切自然数都成立。易用数学归纳法给予证明(略)
例7、若 ,那么 是否可依某个次序组成等比数列?若能,求出 的值;若不能,说明理由。 (1995年咸阳市高考诊断试题)
解:当 时, 。从而猜测可能按 的次序成等比数列。若 成等比数列,则 ,解得 ,∴满足 ,故可按 的次序组成等比数列,此时 。
四、递推探求策略
对于有些数列问题,我们可以建立起一个递推关系式,根据递推关系的性质进行探求。
例8、设数列 的前 项和为 ,且 ,(其中 是与 无关的常数,且 )。试写出用 和 表示 的表达式。 (1987年全国高考试题)
解: ,当 时,
,
故 ,
继续用递推式(1)代下去,即得 ,
五、分类讨论策略
所谓分类讨论策略,是指解题时根据数列的有关公式,如 ,且 ;等比数列求和公式 等;或根据问题的特点进行分类讨论的策略。
例9、已知等比数列 的首项 ,公比 且 ,设数列 的通项
,数列 、 的前 项和分别记为 ,试比较 与 的大小。 (1989年上海高考试题)
解: 。
当 时, ;当 时, , 。
故当 且 时,总有 。
又 ,∴当 且 时, ;当 时, ;当 时, 。
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