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在文章 有時間就看一道高考數列題吧中,我們通過一道高考數學模擬題討論了數列通項公式的一般求解方法,昨天晚上,筆者又在「幫幫答」平臺上接到了一單關於數列的題目,想和大家分享一下,題目是這樣的:
同樣,建議先動手做一下,然後再繼續往下看。這道題也是已知數列 {a} 的前n 項和 S 和通項公式 a 的關係。我們很自然地想到用 a = S -S 的辦法消去 S ,得到關於通項公式 a 的關係式,如下所示:
我們能夠得到 a + a =0 或者 a - a -1 =0 兩個解,首先討論一下這兩個解的可行性,因為 {a} 是正項數列,所以 a + a =0 不成立,所以 a = a +1 。這樣,我們就得知了數列 {a} 是公差為1的等差數列,我們求出 a 就可以了,就可以得到通項公式 a ,a 我們直接帶入題目已知的關係式就能求得,過程如下所示 :
該題第一小問很簡單,關鍵是第二小問,第二小問通過數列 {a} 構造出數列 {b} ,要求我們計算數列的前 n 項和 T ,首先我們將計算得到的 a 代進去可以得到 b ,如下所示:
很明顯,在我們高中生的知識範疇內,能求前 n 項和的無非是等差數列、等比數列,稍微複雜一點的等差數列乘以等比數列(用錯位相減)法,我們仔細觀察上式,可以發現在分母上出現了 n 。所以,無疑用上面提到的這幾種方法都不可行。但是我們還接觸到一種求和的方法,那就是裂項求和,如最常見的數列 {1/n(n+1)} 就可以用裂項求和的方法。所以我們也將這個通項公式化簡一下,裂成兩項或者多項相加。
上面是這道題最關鍵的一步,到了現在,我們就能體會柳暗花明又一村的感覺了。很明顯,我們可以將 T 的中間部分全部消除掉,只留首尾兩部分,很容易算出數列 {b} 的前 n 項和 T :
小結
高考數學非常靈活,但是絕對不會超綱。所以碰到題目先不要慌,雖然形式上千變萬化,最終都會轉化到我們平時學過的知識範疇之內。就以這道題為例,第一小問很容易想到用 a = S -S 消去 S 得到關於 a 的關係式這種常規思路。第二小問中,雖然數列 {b} 的通項公式形式上沒見過,但是我們可以從我們學過的知識領域內去搜索。很顯然我們只會幾種常見的求前 n 項和的方法, {b} 不是等比數列,也不是等差數列,還不是等差數列乘以等比數列,所以只有通過裂項要麼可以直接將中間項全部消除掉(本題這種),要麼轉化成我們學過的以上幾種方法(等差、等比、等差乘以等比)。
好了,這次就討論到這裡了,最後還是用右手螺旋定則為大家點讚,為即將參加高考的同學麼加油。