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1、高考中数列综合题解题策略与方法 李兴怀华南师大附中特级教师 李兴怀 数列问题与函数、不等式、三角等知识有密切的联系,在历届高考数学试题中占有重要地位。本文通过一些例子说明解决数列综合题的基本策略与方法。1.认真审题,善于把陌生的问题转化为熟悉的问题。 例1.已知数列满足,求数列的通项。 分析:由数列的定义可知,此数列既不是等差数列,也不是等比数列,因而要解决这个问题必须紧扣题意,并把问题进行转化。解法1 把问题转化为等比数列。引入参数x,使得,将此式还原并整理得 ,令,即,设,则原问题化为 ,且,故数列是以为首项、为公比的等比数列。从而 ,故 。解法2 把问题转化为便于求通项的情形。给 两边同
2、除以,得,令,则,利用恒等式,可得,故 。解法3 由,可得,将这两式相减得,令,则,故,从而,故即。n=1也满足等式,故所求通项为。 解法4 通过直接迭代求通项。由已知递推关系可得,故 。 以上通过例1给出的四种方法是解决由递推关系确定的数列问题的常用方法。2.利用待定系数法,将复杂问题简单化。例2 在数列中,求数列的通项。分析:本题的难点在于递推关系随着n的变化而变化,我们设法构造一个与有关的、并且可求通项的数列。解 令,即 将它与所给的递推关系比较,可得,解这个方程组,得,所以 ,令,则,即。 3.利用函数不动点,通过适当换元来简化问题。所谓函数的不动点,就是指满足方程的根。利用与递推关系
3、相对应的函数的不动点,就可将有关数列问题化简。例3 若数列满足,求通项。解 与此递推关系相对应的函数是,此函数的不动点就是方程的根,解这个方程得利用这两个跟,我们考察以为通项的数列。由于,令,故 ,由于,故 。例4 已知数列中,求通项。解 与此递推关系相对应的函数是,解方程 ,得,解得 ,此时我们考察以为通项的数列。由于,令,则,故 。从而。说明:一般来说,对形如 确定的数列来说,若方程有两个跟。当时,数列为等比数列;当时,数列为等差数列。4. 适当变形,化二阶递推关系为一阶递推关系。例5 已知数列满足递推关系,且,求通项。分析:这是一个由二阶递推关系确定的数列,解决这个问题的关键是设法把问题
4、化为由一阶递推关系所确定的数列。解 根据问题的结构特点,我们设,即与已知递推关系比较,可得,解得。故原递推关系化为令,则,故对一切正整数n, ,即,对此式两边同时除以,得,故 为等差数列,首项为,公差为,故,故 。说明:对于形如的递推关系通常可以化为形如的关系式,然后通过换元达到解决问题的目的。5.建立递推不等式关系,证明与数列相关的不等式。在近几年的数学高考试题中,与数列有关的不等式频繁出现,而且解决起来有一定的难度,这方面的问题应该引起重视。例6.设数列满足,。证明:对所有的,有();()。分析:由已知递推关系所确定的数列的通项是不易求出的。有时候,即使数列的通项能够求出来,要证明所给的不
5、等式也是困难难的。因此,解决这类问题的关键是利用已知条件,建立合适的递推不等关系。解: (1)证明:1、当n=1时,不等式成立;2、假设当n=k时,不等式成立,即,则当n=k+1时,即,故当n=k+1时,不等式成立。根据1和2,对于一切正整数n,均有。(2)由(1)可知。由,利用这个递推不等关系,可得即,从而。于是故 。说明:本题(2)的证明关键是要由已知递推关系导出一个递推不等关系,进而导出。这里对中一部分不变,一部分缩小为n+2,这种放缩技巧是值得重视的。例7 已知数列满足,且,证明:。分析:这是由一道高考数学试题改编而来的,命题者给出的的解答是比较复杂的。下面我们给出另一种解法,而且利用这种解法很容易把问题加以推广。证明 首先用数学归纳法可以证明对一切正整数n,于是对两边取常用对数,可得,故是等比数列,可求得,即,由于,故是单调递减数列,故,且,说明:这个例子中对进行适当放大的技巧也是值得深思的。 以上我们通过七个典型的例子,从五个方面说明求解数列综合题的基本策略与方法。所举例子并不复杂,但所运用的方法在近几年的高考数学试题求解中是普遍策用的。在这部分内容的高考备考中,教师要“站得高,看得远”,要注重培养学生的化归、转化的能力,要重视解题途径的探求过程。