前言:想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎?我們特意為您整理了5篇高考數(shù)學(xué)歸納法范文,相信會(huì)為您的寫作帶來幫助,發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。
關(guān)鍵詞:高考;數(shù)學(xué)歸納法;變化
高考完畢,縱觀各類試題,不難發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)歸納法在試卷中占有很大的比例,為什么擱置數(shù)年之后的數(shù)學(xué)歸納法重現(xiàn)江湖呢?數(shù)學(xué)歸納法有固定的模式,用途廣泛,方法單一,沒有太多的技巧,學(xué)生不用花許多時(shí)間去構(gòu)造數(shù)學(xué)模型就能解決問題. 但是回歸后的數(shù)學(xué)歸納法已經(jīng)不是過去那種單純給定結(jié)論來證明的數(shù)學(xué)歸納法了,它要經(jīng)過一系列的變化,再猜想結(jié)論、證明結(jié)論. 證明方法主要有三大變化特點(diǎn):
由“n=k”到“nk”三部分,三部分的性質(zhì)有時(shí)互相融合
例1 (2014年廣東卷理)設(shè)數(shù)列{an}的前n和為Sn,滿足Sn=2nan+1-3n2-4n,n∈N*,且S3=15.
(1)?搖求a1,a2,a3的值;
(2)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
解:(1)a1=s1=2a2-3×12-4×1=2a2-7
①,
a1+a2=s2=4a3-3×22-4×2=4a3-20②,
a1+a2+a3=s3=15③,?搖?搖?搖
聯(lián)立①②③可解a1=3,a2=5,a3=7.
(2)由(1)可以猜想:an=2n+1(n∈N+),
數(shù)學(xué)歸納法證明:(Ⅰ)當(dāng)n=1,a1=2×1+1=3,結(jié)論成立;
(Ⅱ)假設(shè)當(dāng)n
sn= = =n(n+2)④,由題意可知
an+1= ⑤,即有當(dāng)n=k+1時(shí),由④⑤可知
ak+1= = =2k+3=2(k+1)+1,結(jié)論成立.
由(Ⅰ)(Ⅱ)可知,猜想an=2n+1,(n∈N+)結(jié)論成立.
評(píng)注:在此例的歸納推理過程中,改頭換面的是由“n=k”到“n
由“n=k+1”到“n=k”的變化特點(diǎn):表面上“n=k+1”收縮到“n=k”,歸納的起點(diǎn)前移了,實(shí)際上“n=k”擴(kuò)充到“n=k+1”,歸納的起點(diǎn)后移了,滿足n=k+1歸納推理過程
例2?搖 (2014年“北約”試題)已知xi>0(i=1,2,3…,n)且x1x2…xn=1,求證:
( +xi)≥( +1)n.
證明:由題意可知,至少存在一對(duì)xi,xj,滿足0
(數(shù)學(xué)歸納法)(1)當(dāng)n=1時(shí),驗(yàn)證結(jié)論顯然成立.
(2)假設(shè)當(dāng)n=k時(shí),結(jié)論也成立,即有 ( +xi)≥( +1)k成立,從而當(dāng)n=k+1時(shí),
x1x2…(xkxk+1)=1, ( +xi)?( +xkxk+1)≥( +1)k(假設(shè)中的結(jié)論)
( +xi)=( +xk)( +xk+1) ( +xi)=(2+ xi+ xk+1+xkxk+1) ( +xi)=(2+ xk+ ?xk+1+ +xkxk+1- ) ( +xi)=( +xkxk+1) ( +xi)+ ?( +xk+xk+1-1) ( +xi)≥( +1)k+ ( +xk) ( +xi)≥( +1)k+ ( +1)k=( +1)k+1,
即n=k+1時(shí),結(jié)論也成立;
綜合(1)(2)知,對(duì)于任意n∈N*,原結(jié)論正確.
評(píng)注:在此例的歸納推理過程中,稍加分析,歸納奠基就出來了――同上題一樣改頭換面是:當(dāng)n=k+1時(shí)的xk?xk+1相當(dāng)于當(dāng)n=k時(shí)的xk,xk+xk+1-1xk,“終點(diǎn)”擴(kuò)張了,這里巧用假設(shè)是證題關(guān)鍵.
同樣,推優(yōu)保送卷的命題者也對(duì)數(shù)學(xué)歸納法情有獨(dú)鐘,若知道數(shù)學(xué)歸納法的步驟,那么數(shù)學(xué)歸納法也保證你不會(huì)得很難堪的分?jǐn)?shù),這就是命題者喜歡數(shù)學(xué)歸納法的原因吧!
例3 (2006年復(fù)旦大學(xué)推優(yōu)保送題)對(duì)于任意n∈N,x1,x2,…,xn均為非負(fù)實(shí)數(shù),且滿足x1+x2+…+xn≤ ,試用數(shù)學(xué)歸納法證明:(1-x1)(1-x2)…(1-xn)≥ 成立.
證明:由已知條件得,x1,x2,…,xn∈0, .
(1)當(dāng)n=1時(shí),x1≤ ,則-x1≥- ,則1-x1≥ ,即此時(shí)結(jié)論成立.
(2)假設(shè)當(dāng)n=k (k∈N*)時(shí),結(jié)論正確,即當(dāng)x1+x2+…+xk≤ ,必有(1-x1)(1-x2)…(1-xk)≥ . 那么當(dāng)n=k+1時(shí),由于x1+x2+…+xk+xk+1≤ ,即x1+x2+…+xk-1+(xk+xk+1)≤ ,則(1-x1)(1-x2)…(1-xk-1)?(1-xk-xk+1)≥ (假設(shè)),
則?搖(1-x1)(1-x2)…(1-xk)(1-xk+1)=(1-x1)(1-x2)…(1-xk-1)(1-xk-xk+1+xkxk+1)≥(1-x1)(1-x2)…(1-xk-1)(1-xk-xk+1+0)≥ ,?搖
即結(jié)論當(dāng)n=k+1時(shí)也正確. ?搖
綜合(1)(2)知,對(duì)于任意n∈N*,原結(jié)論正確. ?搖?搖
評(píng)注:在此例的歸納推理過程中,數(shù)學(xué)歸納法的基本步驟沒變,改頭換面的是:當(dāng)n=k+1時(shí)的xk+xk+1相當(dāng)于當(dāng)n=k時(shí)的xk,“終點(diǎn)”擴(kuò)張了.
原題不能夠用常規(guī)方法或原題給的條件不全面,先猜測(cè),再用數(shù)學(xué)歸納法加強(qiáng)條件,運(yùn)用“特殊到一般”、“由點(diǎn)到面”的邏輯關(guān)系
例4 (2014年重慶卷理)設(shè)a1=1,an+1= +b(n∈N*)
(1)若b=1,求a2,a3及數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式.
(2)若b=-1,問:是否存在實(shí)數(shù)c使得a2n
解:(1)a = +1(n∈N*)略.
(2)由題意可知:a1=1,an+1= -1,an<1;利用特征根法n∞,an+1=an=λ,λ為常數(shù),解得λ= . (也可以先算出a2,a3,a4…,再歸納猜想)
由此用數(shù)學(xué)歸納法證明命題:a2n
(Ⅰ)當(dāng)n=1時(shí),a2=0,a3= -1,即a2<
(Ⅱ)當(dāng)n=k時(shí),結(jié)論也成立,即a2k
由于an+1= -1(n∈N*)在(-∞,1]上為減函數(shù),c= -1>a2k+2= -1>0=a2.
即1>c>a2k+2>a2,同理由函數(shù)的單調(diào)性,c= -1
關(guān)鍵詞:歸納思想;高中數(shù)學(xué)教學(xué);應(yīng)用
新課程改革的全面深化要求教師在課堂教學(xué)中更加注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力,為學(xué)生以后的發(fā)展打下更好的基礎(chǔ)。數(shù)學(xué)是一門抽象的學(xué)科,它在教學(xué)中非常重視抽象的數(shù)字含義以及推理過程。結(jié)合數(shù)學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)和新課改的要求來看,歸納思想對(duì)于高中數(shù)學(xué)應(yīng)用教學(xué)有著重要意義。
一、歸納思想的概述及意義
廣義的歸納思想就是學(xué)生在已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的影響下,通過觀察、聯(lián)想、類比、歸納、推理等,做出新的合情合理的認(rèn)知過程。歸納思想無論對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)自身還是我國素質(zhì)教育而言都具有重要意義。對(duì)數(shù)學(xué)而言,數(shù)學(xué)的創(chuàng)造過程不同于其他學(xué)科,在數(shù)學(xué)產(chǎn)生的過程中,為了證明一個(gè)定理之前需要經(jīng)過合理的設(shè)想,然后進(jìn)行檢驗(yàn)、完善,最后進(jìn)行修改。在經(jīng)過再三的驗(yàn)證、修改、再驗(yàn)證的循環(huán)過程之后,才能真正形成定理,在這個(gè)過程中需要充分運(yùn)用的就是歸納的思想。
二、數(shù)學(xué)歸納思想在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
數(shù)學(xué)歸納法是高中數(shù)學(xué)教學(xué)中最具代表的歸納思想。它在教學(xué)中采用同歸納推理與演繹推理相結(jié)合的方式,更容易被學(xué)生接受。數(shù)學(xué)歸納法基本又分為兩種:一種是完全歸納,一種是不完全歸納。不完全歸納是通過對(duì)題目中的部分對(duì)象進(jìn)行觀察,得出的一般性結(jié)論。這種歸納方法是由特殊到一般,有時(shí)候可能會(huì)出錯(cuò),需要進(jìn)行嚴(yán)密的論證結(jié)果。完全歸納法則是根據(jù)歸納原理得出嚴(yán)密結(jié)論的推理方法。
1.數(shù)學(xué)歸納法的基本步驟
例如,要證明一個(gè)與正整數(shù)n有關(guān)的命題的步驟是這樣的:
(1)驗(yàn)證n=k1時(shí)命題成立;(2)假設(shè)n=k,(k≥k1)成立,那么證明n=k+1也成立。
2.數(shù)學(xué)歸納法重點(diǎn)
(1)數(shù)學(xué)歸納法的第一步和第二步是基礎(chǔ)和依據(jù),都是必不可少的。
(2)在證明n=k+1命題成立之前,一定會(huì)用上假設(shè)n=k,(k≥k1)成立。進(jìn)行第二步運(yùn)算時(shí)要想清楚先要獲取目標(biāo)等式,然后再想辦法驗(yàn)證。
新課程改革的全面深化更加要求教師在課堂教學(xué)中更加注重培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和創(chuàng)新能力,為學(xué)生以后的發(fā)展打下更好的基礎(chǔ)。歸納思想在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中被廣泛使用,能夠更好地被學(xué)生掌握,同時(shí)對(duì)于高考數(shù)學(xué)習(xí)題的解答有很大幫助,應(yīng)該受到更加廣泛的推廣。
關(guān)鍵詞:中日韓;高考數(shù)學(xué)試題;比較分析
中圖分類號(hào):G639.3/.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2012)12-0158-02
通過查閱中日韓三國的高中數(shù)學(xué)課程的相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)中日韓三國若干年的高考數(shù)學(xué)試題的分析和研讀三國的數(shù)學(xué)高考出題原則發(fā)現(xiàn),三國的高中數(shù)學(xué)有所不一樣,在課程的設(shè)置方面,中國的高中數(shù)學(xué)教材分必修和選修模塊;日本的高中數(shù)學(xué)設(shè)置了7個(gè)科目:《數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》、《數(shù)學(xué)Ⅰ》、《數(shù)學(xué)Ⅱ》、《數(shù)學(xué)Ⅲ》、《數(shù)學(xué)A》、《數(shù)學(xué)B》和《數(shù)學(xué)C》;韓國的高中數(shù)學(xué)教材分?jǐn)?shù)學(xué)一、數(shù)學(xué)二和選修部分,在高考數(shù)學(xué)的試題方面,三國的高考數(shù)學(xué)試題也存在比較大的差異性。本文主要從三國高考數(shù)學(xué)試題的試題形式、試題題量、試題內(nèi)容、試題背景這四個(gè)方面進(jìn)行對(duì)比分析。
一、試題形式的比較
從直觀的題目的設(shè)計(jì)形式上來看,三國的試題形式都有所不同,日本的高考試題在形式方面比較單一,以簡(jiǎn)答題的形式出題,韓國的高考試題有選擇題和簡(jiǎn)答題兩種形式,而中國的高考試題分選擇題、填空題、解答題這三大形式。在試題的設(shè)計(jì)形式上看,中國的高考試題顯得比日韓兩國的高考試題更全面和多樣化,另外在設(shè)置選擇題的備選項(xiàng)中,中國的高考試題每道選擇題設(shè)置四個(gè)選項(xiàng),分別是A,B,C,D選項(xiàng),而韓國的選擇題設(shè)置的是①,②,③,④,⑤五個(gè)選項(xiàng),顯然,這樣增大了選擇的難度。通過以上高考數(shù)學(xué)試題設(shè)計(jì)形式的比較,可以看出中國高考數(shù)學(xué)試題的形式相比之下多樣化,從而可以更容易從不同的方面考查學(xué)生知識(shí)的掌握情況,選擇題考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的再認(rèn)知的過程;填空題考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的回憶過程;解答題考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的應(yīng)用過程,這些不同形式選擇題、填空題、解答題從不同層次考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況,這樣考查面更廣、更全。
二、試題題量的比較
從高考出題的題量方面上看,中國的高考數(shù)學(xué)試題共有22道題,其中12道選擇題,4道填空題,6道解答題,總分為150,客觀題占60分,主觀題占90分,韓國出題共40道題,必做題為25道,另外為15題中選5個(gè)的選做題,共需要做30個(gè)題,總分為100分,客觀題占68分,主觀題占32分。相比中國和韓國的高考試題,日本的高考試題的題量相對(duì)較少,試題題量越少,對(duì)所學(xué)知識(shí)的考查就越不充分,所以在題量方面設(shè)計(jì)時(shí)不宜太少。
三、試題內(nèi)容的比較
關(guān)于試題內(nèi)容方面,中日韓三國的高考數(shù)學(xué)考查的內(nèi)容大部分是相同的,其中函數(shù)(對(duì)數(shù)函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、三角函數(shù))、數(shù)列(等差數(shù)列、等比數(shù)列)、排列組合、概率等都是重點(diǎn)考查的內(nèi)容,不同之處在于中國的高考數(shù)學(xué)試題沒有涉及到對(duì)矩陣、極限、正態(tài)分布、數(shù)列收斂、積分定理等的考查,在中國,概率正態(tài)分布只是作為閱讀資料,不作為高考的考試范圍,矩陣、積分定理在高中的教材也沒有出現(xiàn),它是高等數(shù)學(xué)中的內(nèi)容。同樣極限、條件概率也是在高等數(shù)學(xué)中才重點(diǎn)學(xué)習(xí),而以上這些內(nèi)容在日韓的高考試題中是常見的,另外韓國的高中數(shù)學(xué)內(nèi)容有一小部分是在中國的初中階段就已經(jīng)學(xué)習(xí)了,可見日韓高考試題的覆蓋范圍要比中國的高考數(shù)學(xué)的范圍大。中國高考數(shù)學(xué)的考查范圍較小,但是考查的知識(shí)點(diǎn)比較細(xì),試題注重知識(shí)的基礎(chǔ)性,無論是函數(shù)還是立體幾何,各個(gè)知識(shí)點(diǎn)考查得比較全面,比較細(xì)致,如概念、性質(zhì)、定理等的應(yīng)用。
例如考查函數(shù)的知識(shí),函數(shù)的定義域或是值域這些基本概念在中國是??嫉?。
例:(中國)1.函數(shù)y=■+■的定義域?yàn)椋ǎ繐u?搖).
A.{x|x≥0} B.{x|x≥1}
C.{x|x≥1}∪{0} D.{x|0≤x≤1}
韓國的高考試題注重考查學(xué)生的計(jì)算能力、理解能力、推證能力、解決問題的能力,對(duì)于計(jì)算能力的考查,通常會(huì)以指數(shù)(有理數(shù)的指數(shù)運(yùn)算)、對(duì)數(shù)的計(jì)算、矩陣的計(jì)算(矩陣的加法與乘法)、極限的計(jì)算形式出現(xiàn).例如:
1.求(log327)×8■.
①12?搖?搖?搖②10?搖?搖?搖③8?搖?搖?搖④6?搖?搖?搖⑤4
2.已知A=-1 0 0 1,B=2 13 3,求(A+B)-1.
①1?搖?搖?搖②2?搖?搖?搖③3?搖?搖?搖④4?搖?搖?搖⑤5
3.求■■.
①1 ②■ ③3 ④■ ⑤3
四、試題背景的比較
中日韓三國的國情、社會(huì)發(fā)展的不同必然會(huì)導(dǎo)致三國的高考數(shù)學(xué)的出題背景不一樣,總的來說,中國的高考試題很多是以課本的例題、習(xí)題為變式題,通過簡(jiǎn)單的變形、延展來改編,試題與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合得不夠緊密.另外,每年的高考試題在題型方面幾乎都一樣,解答題一般都是考查6種題型:三角函數(shù)、立體幾何、函數(shù)與不等式、統(tǒng)計(jì)與概率、圓錐曲線、數(shù)列,所以在試題的背景方面體現(xiàn)不出新穎性.相比之下,日韓兩國的高考試題都是比較生活化的,同時(shí)也關(guān)注培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)學(xué)文化素養(yǎng).下面舉例說明此問題.
1.對(duì)于指數(shù)與對(duì)數(shù)的考查.例(韓國):某溶液的氫離子濃度為H■,該溶液的酸性度用pH值定義為pH=-logH■.在攝取1塊糖以后提取唾液測(cè)得的pH值為6.6.10分鐘以后再提取唾液測(cè)試氫離子濃度,其值是最初提取唾液時(shí)測(cè)得值的50倍,求此時(shí)的pH值.(其中l(wèi)og2=0.3)
①3.7?搖?搖?搖②4.0?搖?搖?搖③4.3?搖?搖?搖④4.6?搖?搖?搖⑤4.9
像以上這種結(jié)合實(shí)際生活考查對(duì)數(shù)與指數(shù)的題目,韓國的高考中經(jīng)常出現(xiàn).而在中國的高考數(shù)學(xué)試題中是沒有,中國的高考題中對(duì)指數(shù)和對(duì)數(shù)的考查只局限于老形式,沒有新情景.
例(中國):若x1滿足2x+2x=5,x2滿足2x+2log2(x-1)=5,x1+x2=(?搖?搖).
A.■ B.3 C.■ D.4
所以這也是中國的教育需要向韓國借鑒的.
2.在數(shù)列部分考查.例(中國):已知等差數(shù)列{an}滿足a2+a4=4,a3+a5=10,則它的前10項(xiàng)的和S10(?搖?搖).
A.138 B.135 C.95 D.23
例(日本):數(shù)列{an}滿足下列條件,a1=1,a2=1,an+2=7an+1
+an(n=1,2,3…)
①請(qǐng)用數(shù)學(xué)歸納法證明a3n(n=1,2,3…)是偶數(shù).
②證明a4n(n=1,2,3…)是3的倍數(shù).
同樣是考查數(shù)列內(nèi)容,中國試題與課本上的形式基本一致,日韓的有利用數(shù)學(xué)歸納法證明的題,還有推測(cè)各項(xiàng)求數(shù)列和的題,可見日韓試題的載體和解答都比我國新穎.
3.再如對(duì)于概率知識(shí)的考查.中國歷年都是考查離散型隨機(jī)變量的概率分布和數(shù)學(xué)期望的概念和運(yùn)算,也有部分考題將對(duì)相互獨(dú)立事件的概率,二項(xiàng)分布或超幾何分布等概念的考查融于對(duì)隨機(jī)變量的概率分布和數(shù)學(xué)期望的考查之中.比起日韓,中國關(guān)于這部分內(nèi)容所考查的知識(shí)點(diǎn)比較全面,對(duì)基本知識(shí)的要求比較高,但是在試題的覆蓋面上和考題的類型上,日韓的試題的覆蓋面更廣,考題類型更多樣化,而且試題的背景更加生活情景化.
例2(韓國):一個(gè)電視100個(gè)頻道,這個(gè)電視的遙控器的一部分如圖,這個(gè)電視顯示著50頻道,若從增加和減少的兩個(gè)按鈕中任選一個(gè)按一下,這樣一共按六次,則電視仍然顯示50頻道的概率為?(沒按一下按鈕電視會(huì)增加或減少一個(gè)頻道)
①■ ②■ ③■
④■ ⑤■
總體上來看,中國高考數(shù)學(xué)試題的表現(xiàn)形式比較規(guī)范,考查的知識(shí)點(diǎn)比較精細(xì),強(qiáng)調(diào)雙基和運(yùn)算能力、邏輯思維能力、空間想象能力,而日韓兩國的試題更加強(qiáng)調(diào)考查學(xué)生的形象思維及理解能力、解決問題的能力,所以在高考數(shù)學(xué)編制試題方面,日韓兩國的這些優(yōu)點(diǎn)值得中國借鑒.
參考文獻(xiàn):
[1]趙榮夫.高考數(shù)學(xué)試題的背景研究[J].數(shù)學(xué)教學(xué)研究,2006,(12).
[2]周莉莉.中日韓數(shù)學(xué)高考對(duì)比探究[J].中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)參考,2001,(4).
[3]劉文.日本數(shù)學(xué)課程改革的特點(diǎn)及其啟示[J].教育科學(xué),2000,(4).
關(guān)鍵詞: 數(shù)列求和 公式 常用方法
牢記等差數(shù)列和等比數(shù)列的求和公式,利用公式求和是一切求和方法的根本.在牢記公式的基礎(chǔ)上,要學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用公式,會(huì)利用公式的變形進(jìn)行求和.下面對(duì)數(shù)列求和的經(jīng)典方法一一進(jìn)行介紹.
1.部分求和法
何謂部分求和,一分為二看,就是將數(shù)列分成兩個(gè)或兩個(gè)以上可直接求和的數(shù)列,然后求出數(shù)列的前n項(xiàng)和.
例1:求和:3+5+7+…+[(2n+1)+].
解:原式=[3+5+7+…+(2n+1)]+[+++…+]
=+=n+2n-+1
2. 并項(xiàng)求和法
將數(shù)列的某些項(xiàng)先合并,使合并后可化為直接求和的數(shù)列就是一種很有效的方法:遇通項(xiàng)還未求和的數(shù)列求和時(shí),先將各項(xiàng)求和再求和.
例2:求1,1+2,1+2+2,…,1+2+2+…+2的前n項(xiàng)和.
解:s=1+(1+2)+(1+2+2)+…+(1+2+2+…+2)
因?yàn)?+2+2+…+2==2-1
所以s=(2-1)+(2-1)+(2-1)+…+(2-1)
=(2+2+2+…+2-n=-n=2-n-2
3.列項(xiàng)求和法
如果數(shù)列通項(xiàng)滿足a=(d>0)的形式,就可列項(xiàng)為(-),然后進(jìn)行消項(xiàng)求和.
例3:求和:+++…+.
解:原式=(1-)+(-)+(-)+…
+(-)
=(1-+-+-+…+-)
=(--)=
4.錯(cuò)位相減法
若數(shù)列{a}是等差數(shù)列,數(shù)列是等比數(shù)列,c=ab,則求數(shù)列{c}前n項(xiàng)和s用該方法.
例4:求和:s=+++…+.
解:因?yàn)閟=+++…+(1)
s=(++…+)+(錯(cuò)位)(2)
由(1)-(2)得(相減):
s=(+++…+)-=-
所以s=1-.
5.降次求和法
根據(jù)一些恒等式,將高次項(xiàng)求和問題轉(zhuǎn)化為低次項(xiàng)求和問題的方法.
例5:求和:(1+1)-1+(2+1)-2+…+(n+1)-n.
解:因?yàn)椋╪+1)-n=3n+3n+1
所以s=(3×1+3×1+1)+(3×2+3×2+1)+…+(3n+3n+1)
=3(1+2+…+n)+(3×1+1+3×2+1+…+3n+1)
=3+
=
=n+2n+3n
6.猜想證明法
由遞推關(guān)系給出的數(shù)列的通項(xiàng)來求和,該方法關(guān)鍵在于根據(jù)已知條件寫出a的通項(xiàng)公式再求和.
例6:已知數(shù)列中{a}中,a=1,a=a+,求s.
解:因?yàn)閍=a+;2a+1;2a-2a=1,
所以{2a}成以1為公差的等差數(shù)列,
所以2a=2a+(n-1)×1=n.
所以a=n(),S=1×()+2×()+3×()+…+n()(1)
S=1×()+2×()+…+(n-1)()+n()(2)
由(1)-(2)得:
S=1++…+()-n()=-n()
=-()(+n)+
7.倒序求和法
例如:如果一個(gè)數(shù)列,與首末等距離的兩項(xiàng)之和等于首末兩項(xiàng)之和,則可把“正著寫的和式”與“倒著寫的和式”相加,得到一個(gè)常數(shù)列的和,這種求和方法就可看作是靈活利用公式求和的典型,稱為倒序相加求和法.
例7:若f(x)=,求和:f(-5)+f(-4)+…+f(0)+f(5)+f(6).
解:令s=f(-5)+f(-4)+…+f(0)+f(5)+f(6),
則s=f(6)+f(5)+…+f(1)+f(-4)+f(-5),
所以
2s=[f(-5)+f(6)]+[f(-4)+f(5)]+…+[f(0)+f(1)]+…+[f(6)+f(-5)]
又
f(x)+f(1-x)=+
=
==
所以2s=×12=6,得s=3.
8.周期法
數(shù)列是一種特殊的函數(shù),所以數(shù)列中也必然存在著周期問題. 有些數(shù)列題,表面上看與周期無關(guān),但實(shí)際上隱含著周期性,一旦揭示了其周期性,問題便迎刃而解.
例8: 數(shù)列{a}中,a=1,a=2,若對(duì)一切n∈N,有aaa=a+a+a,且aa≠1,則該數(shù)列2008項(xiàng)的和s的值是多少?
解:由a=1,a=2,得a=3,所以s=6. 因?yàn)閍aa=a+a+a,所以aaa=a+a+a.兩式相減得aa(a-a)=a-a,又aa≠1,所以a=a,周期T=3.所以s=s+a=669s+a=4015.
9.導(dǎo)數(shù)法
抓住數(shù)列通項(xiàng)的結(jié)構(gòu)特征,啟迪直覺,類比“記憶模式”,精心聯(lián)想,構(gòu)造恒等式,借助導(dǎo)數(shù),得到新的恒等式,出奇制勝.
例9: 已知n∈N,求和:C+2C+3C+…+nC.
解:由(1+x)=C+2C+3C+…+nC
兩邊求導(dǎo)得:
n(1+x)=C+2C+3Cx+…+nCx
令x=1,得C+2C+3C+…+nC=n•2
10.數(shù)學(xué)歸納法
有些題目可通過求出{a}的前幾項(xiàng)之和,猜想出s,然后用數(shù)學(xué)歸納法給予嚴(yán)格證明.
例10:設(shè)數(shù)列的前n項(xiàng)之和為s,滿足3(s+nb)=1+2b(n∈N),求s.
解:因?yàn)閟=b,由3(s+nb)=1+2b得3(s+s)=1+2s,
所以s=.
而b=s-s,所以3[s+2(s-s)]=1+2(s-s),得s=.
同理可得s=,猜測(cè)s=(n∈N).
下面用數(shù)學(xué)歸納法加以證明:
(1)當(dāng)n=1時(shí),結(jié)論顯然成立.
(2)假設(shè)n=k時(shí)結(jié)論成立,即s=(k∈N).
由題設(shè)3[s+(k+1)b]=1+2b,得b=.
又因?yàn)閟=s+b,所以s=+,
解得s=.
這就是說n=k+1時(shí)結(jié)論成立.
根據(jù)(1)(2),對(duì)于n∈N,s=總成立.
參考文獻(xiàn):
[1]張娟. 數(shù)列求和的幾種有效方法[J]. 數(shù)理化學(xué)習(xí)(高中版),2010,(09).
[2]王友紅.一些特殊數(shù)列的求和[J].考試(高考數(shù)學(xué)版),2009,(Z4).
[3]林明成. 數(shù)列求和十法[J].數(shù)理化學(xué)習(xí)(高中版),2010,(09).
【關(guān)鍵詞】數(shù)列求和 常用方法 高考難點(diǎn) 高考教學(xué)
【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2012)24-0149-01
數(shù)列求和是高中數(shù)學(xué)的一個(gè)重點(diǎn),也是高考的難點(diǎn),縱觀山西省近幾年高考數(shù)學(xué)的最后一題,都是數(shù)列與函數(shù)、不等式、解析幾何、立體幾何、導(dǎo)數(shù)、三角、向量、二項(xiàng)式等知識(shí)聯(lián)系在一起,以它的復(fù)雜多變、綜合性強(qiáng)、解法靈活等特征成為高考的壓軸題,因此搞好數(shù)列求和的學(xué)習(xí)是非常重要的,經(jīng)過整理,常見的數(shù)列求和的方法有四種:
一 常用公式法
直接利用公式求和是數(shù)列求和最基本的方法。常用的數(shù)列求和公式有:
Sn= =na1+ d ( 為等差數(shù)列)
Sn= = (q≠1)或sn=na1(q=1)
( 為等比數(shù)列)
二 乘比錯(cuò)位相減法
對(duì)于數(shù)列 ,若an=bn·cn且數(shù)列 、 分別是等
差數(shù)列、等比數(shù)列時(shí),求該數(shù)列 前n項(xiàng)和時(shí),可用該方法。
例1:求和Sn= + + + +… 。
設(shè)an= =n· ,其中 為等差數(shù)列, 為等比數(shù)
列,公比為 ,利用錯(cuò)位相減法求和。
兩端同乘以 ,再兩式相減得:Sn=2- - 。
說明:乘比錯(cuò)位相減法實(shí)際上是把一個(gè)數(shù)列求和問題轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求和的問題。
三 分組求和法
對(duì)于數(shù)列 ,若an=bn± 且數(shù)列 、 …都能
求出其前n項(xiàng)的和,則在求 前n項(xiàng)和時(shí),可采用該法。
例2:求和Sn=0.9+0.99+0.999+0.9999+… 。
解:設(shè)an= =1-10-n
Sn=a1+a2+a3+a4+…+an
=n- (1-10-n)
四 倒序相加法和倒序相乘法
1.倒序相加法
在教材上推導(dǎo)等差數(shù)列 前n項(xiàng)和Sn的公式:Sn=
使用的就是該法,推導(dǎo)過程參看教材。
例3:求和S=sin21°+sin22°+sin23°+…+sin289°。
解:S=sin21°+sin22°+sin23°+…+sin289° (1)
S=cos21°+cos 22°+cos 23°+…+cos 289° (2)
由(1)+(2)得:S= 。
例4:求和Sn= +2 +3 +…n 。
解析:據(jù)組合數(shù)性質(zhì) = ,將Sn倒序?qū)憺椋篠n=n +(n-1) + 。
以上兩式相加得:2Sn=n( + + +…+ + )=n·2n。
因此,Sn=n·2n-1。
2.倒序相乘法
例5:已知a、b為兩個(gè)不相等的正數(shù),在a、b之間插入n個(gè)正數(shù),使它們構(gòu)成以a為首項(xiàng),b為末項(xiàng)的等比數(shù)列,求插入的這n個(gè)正數(shù)的積pn。
解:設(shè)插入的這n個(gè)正數(shù)為a1、a2、a3…an,且數(shù)列a1、a2、a3…an、b成等比數(shù)列。
則:ab=a1·an=a2·an-1=…
pn=a1·a2·a3…an (3)