一道数列试题求通项的多角度思考_多角度思考

  摘 要:本文对一道数列试题求通项进行了多角度思考,着重培养学生的探究能力、创造能力、推理能力,引导学生把握知识结构脉络,融会贯通,做到一题多解,一题多思.  关键词:多角度;数列;通项公式
  题目:已知数列{an}满足=n(n为正整数)且a2=6,则数列{an}的通项公式为an=________.
  角度一、归纳法(先猜后证)
  解析1:
  a1=1,a2=6,a3=15,a4=28,a5=45,a6=66,……
  a2-a1=5,a3-a2=9,a4-a3=13,a5-a4=17,
  ……,an-an-1=4n-3?圯an=2n2-n.
  点评:作为填空题,此题的本意或许就是归纳求解,也符合“苏教版”中推理证明的要求,大部分学生都能解决. 笔者解决完以后,感觉意犹未尽,经一番思索,得出如下解法.
  角度二、转化为an-an-1=f(n)(n≥2)型
  解析2:由=n(n∈N*)可得(n-1)an+1=(n+1)an-(n+1)①.
  当n≥2时,①两边同时除以(n+1)n?(n-1) 得=-(n≥2).
  于是,-=-(n≥2),
  -=-,……,
  -=-,
  从而-=-1,可得=+2=.
  即an=2n2-n(n≥2),经检a1=1也适合,故an=2n2-n.
  解析3:由①(n-1)an+1=(n+1)an-(n+1)得到
  nan+2=(n+2)an+1-(n+2) ②,
  ①-②得(2n+1)an+1-nan+2-(n+1)an=1③,
  ③整理得到n(an+1-an+2)+(n+1)(an+1-an)=1,
  即n(an+2-an+1)-(n+1)(an+1-an)=-1,两边同时除以(n+1)n得
  -=-,-=-,
  ……,-=-
  ?圯-=-1?圯=4+=
  ?圯an-an-1=4n-3,下同解析1(略),得an=2n2-n.
  点评:解法2,3显示了两种不同的构造方法,目的均为转化为an-an-1=f(n)(n≥2)型,而最终发现系数的分式型反而比整式型更容易构造.
  角度三、转化为=g(n)(n≥2)型
  解析4:当n≥2时,①两边同时除以(n-1)(n+1),得到=-(n≥2),
  可以得到=+1-(n≥2)?圯-1=-1(n≥2),
  =(n≥2),=,……,=
  ?圯-1=2(n-1)(n≥2),=2n-1得an=2n2-n(n≥2).
  经检a1=1也适合,故an=2n2-n.
  解析5:由①两边同时除以(n-1)得到
  an+1=an-(n≥2)?圯an+1-(n+1)=(an-n)(n≥2),
  =,=,……,=,
  可得=,=(n≥2)?圯an=2n2-n(n≥2). 经检a1=1也适合,故an=2n2-n.
  点评:解法4,5显示了两种不同的构造方法,目的均为转化为=g(n)(n≥2)型,而对式子的不同整理,导致构建的难度相差很大.
  角度四、差分法
  解析五:(n-1)an+1=(n+1)an-(n+1)(n≥2)①,
  nan+2=(n+2)an+1-(n+2)②,
  ②-①得(2n+1)an+1-nan+2-(n+1)an=1③,
  于是(2n+3)an+2-(n+1)an+3-(n+2)?an+1=1④.
  ④-③得(3n+3)an+1-(3n+3)an+2+(n+1)an+3-(n+1)an=0
  ?圯an+3-3an+2+3an+1-an=0(n≥2)
  ?圯an+3-2an+2+an=an+2-2an+1+an=…=a4-2a3+a2=4
  an+2-2an+1+an=4?圯an+2-an+1=an+1-an+4,
  an+1-an=(a2-a1)+4(n-1)=4n+1,下同解析1(略),得an=2n2-n.
  点评:应该说此法在几种解法中相对较好,但仍然需要很强的观察能力. 一般地,对与变系数的递推关系式数列通项的求解无一般性的解法,需要解题者多角度、多方位的思考. 也正为此,此类问题在高考,尤其在数学竞赛中屡屡出现.
  一道平凡习题竟有不同的思考角度,引导学生把握知识结构脉络,融会贯通,可以学生的增强信心,减轻其负担. 本题是高三研究性复习的一个范例,不敢说每一道习题都能从不同章节中产生不同的解法,但至少可以从函数、三角、向量、解析法、几何模型等几个方面进行充分考虑. 本题的探究工作建立在普遍联系的世界观基础上,展示了数学世界的多样性和统一性. 这些方法,无论简单或复杂、奇异或平淡、流畅或做作、不失一般性或拘于一隅,因小见大或小题大做,殊途同归或同源异路,给人的世界观教益远远高于问题本身.

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