夯实基础,举一反三,注重一题多解
——由一道数列题谈高三复习

2017-01-28 03:03江苏省梁丰高级中学
中学数学杂志 2017年1期
关键词:公比通项一题

☉江苏省 梁丰 高级中学 刘 燕

夯实基础,举一反三,注重一题多解
——由一道数列题谈高三复习

☉江苏省 梁丰 高级中学 刘 燕

一题多法可促进学生对基础知识、基本方法的牢固掌握,提高解题水平,提高运用已学知识分析问题、解决问题的能力,优化学生思维的发散性、深刻性、灵活性等品质,有利于消除懂而不会现象.优法采撷可提高学生的解题速度,优化学生的解题方法和数学思维.注重课本习题的一题多解,从不同角度研究试题,从而提高解题能力.

一、题目

在数列{an}中,a1=5,a2=2,an=2an-1+3an-2(n≥3),你能否写出它的通项公式?

分析:本题是一道形如an=pan-1+qan-2(n≥3,p,q为常数)的二阶递推数列求解其通项公式的问题,有一定难度,学生普遍感觉无从下手.笔者结合多年的教学实践,通过不同视角解决,试图从根本上解决此类问题,供大家学习参考.

二、解题视角

视角1:将an=2an-1+3an-2转化为an+an-1=3(an-1+an-2)(n≥3)得到数列{an+1+an}是以a2+a1为首项,公比为3的等比数列,得到{an+1+an}的通项公式,然后再进一步利用构造法进行求解即可.

解法1:由an=2an-1+3an-2(n≥3)可得an+an-1=3(an-1+an-2)(n≥3),

而a1=5,a2=2,则数列{an+1+an}是以a2+a1=7为首项,公比为3的等比数列,

即an+1+an=(a2+a1)·3n-1=7·3n-1,则an+1=-an+7·3n-1.

设an+1+x·3n=-(an+x·3n-1),即an+1=-an-4x·3n-1,则-4x= 7,即

解法2:同解法1求出an+1=-an+7·3n-1,将其变形为

视角2:将an=2an-1+3an-2转化为an-3an-1=-(an-1-3an-2)(n≥3)得到数列{an+1-3an}是以a2-3a1为首项,公比为-1的等比数列,得到{an+1-3an}的通项公式,再进一步利用构造法也可以将问题得以求解.

解法3:由an=2an-1+3an-2(n≥3)可得an-3an-1=-(an-1-3an-2)(n≥3),而a1=5,a2=2,则数列{an+1-3an}是以a2-3a1= -13为首项,公比为-1的等比数列,即an+1-3an=(a2-3a1)·(-1)n-1=-13·(-1)n-1,则an+1=3an-13·(-1)n-1.

设an+1+x·(-1)n=3[an+x·(-1)n-1],即an+1=3an+4x·(-1)n-1,则于是,数列为首项,公比为3的等比数列,余略.

解法4:同解法3求出an+1=3an-13·(-1)n-1,将其变形为利用累加法可以得到,余略.

视角3:将角度1与2结合求解,将an=2an-1+3an-2分别转化为an+an-1=3(an-1+an-2)(n≥3)与an-3an-1=-(an-1-3an-2)(n≥3)形式,得到数列{an+1+an}和{an+1-3an}的通项公式,然后消去两通项公式中的an+1,进而得到数列{an}的通项公式,从而使得问题轻松求解.

解法5:由an=2an-1+3an-2(n≥3)可得an+an-1=3(an-1+an-2)(n≥3),而a1=5,a2=2,则数列{an+1+an}是以a2+a1=7为首项,公比为3的等比数列,即an+1+an=7·3n-1.①

由an=2an-1+3an-2(n≥3)可得an-3an-1=-(an-1-3an-2)(n≥3),而a1=5,a2=2,则数列{an+1-3an}是以a2-3a1=-13为首项,公比为-1的等比数列,即an+1-3an=-13·(-1)n-1.②

由①-②,得4an=7·3n-1+13·(-1)n-1,

视角4:对于二阶递推数列也可以利用特征根法来解决,可使问题更易于求解.

解法6:由an=2an-1+3an-2(n≥3)可知其对应的特征方程为x2-2x-3=0,求得其特征根为λ1=-1和λ2=3.将等式an= 2an-1+3an-2(n≥3)可变为an+an-1=3(an-1+an-2)(n≥3),而a1= 5,a2=2,则数列{an+1+an}是以a2+a1=7为首项,公比为3的等比数列,即an+1+an=7·3n-1.①

an-3an-1=-(an-1-3an-2)(n≥3),而a1=5,a2=2,则数列{an+1-3an}是以a2-3a1=-13为首项,公比为的等比数列,即an+1-3an=-13·(-1)n-1.②

由①-②可得4an=7·3n-1+13·(-1)n-1,

解法7:由an=2an-1+3an-2(n≥3)可知其对应的特征方程为x2-2x-3=0,求得其特征根为λ1=-1和λ2=3.

设an=A·(-1)n+B·3n,由a1=5,a2=2可得a1=A·(-1)+B· 3=5,a2=A·(-1)2+B·32=2,即-A+3B=5,A+9B=2,解得A=

对于二阶递推数列an=pan-1+qan-(2n≥3,p,q为常数),可利用其特征方程x2-px-q=0求出特征根λ1和λ2,按特征根将等式变形为an-λ1an-1=λ(2an-λ1an-)2和an-λ2an-1= λ(1an-1-λ2an-)2,可构造等比数列求出an-λ1an-1和an-λ2an-1,通过解方程求解出an即可得到所求;当然也可直接利用待定系数法设出,根据已知条件求解出A,B的值便可将问题得以顺利求解(显然后者更易于同学们接受).

图片拼接 由于通过单反相机+鱼眼镜头拍摄的照片为单独照片,需要进一步对拍摄的图像进行拼接,在图像拼接处理上采用图像拼接软件,常用的拼接软件有PTGui、Pano2VR等[4]。目前部分全景制作者采用Pano2VR软件进行图片拼接处理,此款软件支持输出HTML5/CSS3格式的全景,操作简单,只需导入单张全景图片即可一键生成全景图片,但是此款软件不能对图片进行进一步调整,如果图片色彩、曝光度等关键因素不一致,将不能生成完整全景图片。

三、几点思考

许多一线教师在高三复习的时候却忽视课本,轻视课本,而学生在高考考场上的发挥,依靠的是对教材的熟悉、对知识的理解、对方法的掌握、对思想的领会.根据笔者多年的实践,对高三复习提以下几点思考:

1.认真研读考试说明,重视新增内容的复习

高考复习应该以高考说明为依据,特别是新教材新增知识点要特别关注,比如对含有一个量词的命题的否定,对数的换底公式,五种幂函数的图像,二分法,合情推理与演绎推理,柯西不等式以及算术几何平均不等式等.同时,也要对一些降低了要求的知识点不必花费太多精力,如反函数,文科的古典概型的计算(只限列举法),文科的立体几何对空间角的计算等等,要了解文理差异,增强复习的针对性.

2.突出主干知识,强调通性通法

在复习过程中,要注意函数与导数,数列与不等式,三角函数与向量,概率与统计,立体几何与空间向量,直线与圆锥曲线等主干知识的复习与巩固,加强通性通法的理解、总结和归纳.

3.注重查漏补缺,完善知识结构

高三复习除了要保持良好的复习心态,还要注意正确的复习方法,对平时作业或试卷出现的错误,有错必改,有改必思,学生要及时发现和总结所学知识中的错误,在反思中不断提高自己水平和能力的提高,不断完善自己知识结构.

4.注重数学能力,强调数学思想

高考对学生能力的考查,以抽象概括能力和推理论证能力为核心,数学解题中通常蕴含丰富的思想与方法,常见思想和方法包括函数与方程思想、数形结合思想、分类讨论思想、化归与转化思想、特殊与一般思想等等.

总之,通过对近几年高考试题的分析,可以看出,高考试题既注重平稳过渡,又着力内容创新,既注重基础,又突出能力,既注重通性通法,又提倡创新意识,既注重新增内容,又注意文理差异,所以同学们在平时复习过程中,要认真研读考试说明,落实新课程理念,跳出题海,回归课本,注重基础,加强对数学基本概念、基本思想和方法的学习,尤其是注重培养自己的数学应用意识、抽象概括能力、推理论证能力、数据处理能力和运算能力,这样才能在高考中取得佳绩!

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