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记清公式 厘清概念 理清思路

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数列是高中数学的重要内容,高考中具有重要的地位.在考试说明(江苏)中属于“C”级要求,是重要考点之一,主要考查数列的概念、公式、性质及其综合应用.透视历届学生的易错题,往往因为初学时其中的公式、概念、方法理解不透彻,进而导致出错.在后续学习和考试中,怎样才能避免重蹈覆辙呢?笔者结合自己的理解,拟以如何准确把握常见易错题的视角,将部分易错题进行分类,剖析错误、给出正解、并指出应对的方略.

一、记清公式

虽然教材上数列的基本公式较少,但其变式的灵活性、数列的抽象性和限制条件的多样性很容易导致解答时出现错误.

易错点1“前几项”出错

例1已知数列{an}的前n项的和为Sn,若Sn=2n2+3n-1,求an.

错误解答:Sn=2n2+3n-1,Sn-1=2(n-1)2+3(n-1)-1=2n2-n-2,

an=Sn-Sn-1=4n+1.

错因分析:此解法直接利用“Sn-Sn-1”求“an”,忽略了由“Sn”求“Sn-1”时,“n”要满足“n≥2”这个条件,忽视了a1的特殊性.

正确解答:1° 当n=1时,a1=S1=4;

2° 当n≥2时,an=Sn-Sn-1=4n+1.

综上所述,an=4n=14n+1n≥2.

准确把握:记清公式an=S1,n=1,Sn-Sn-1,n≥2,只有当“n=1”的结果能并入“n≥2”的式子,才能合成一个式子,否则必须写成分段函数的形式.

易错点2“等比数列求和”出错

例2在等差数列中{an}中,a1=1,前n的和Sn满足S2nSn=4n+2n+1,n∈N*.

(1)求数列{an}的通项公式.

(2)记bn=(2an+1)pan(p>0),求{bn}的前n项和Tn.

错误解答:(1)设数列{an}的公差为d,

S2nSn=2n+2n(2n-1)2dn+n(n-1)2d=4dn-2d+4dn+2-d,

S2nSn=4n+2n+1,4dn-2d+4dn+2-d=4n+2n+1,易得d=1,an=n.

(2)an=n,bn=(2n+1)pn,Tn=3p+5p2+…+(2n-1)pn-1+(2n+1)pn,

pTn=3p2+5p3+…+(2n-1)pn+(2n+1)pn+1,(1-p)Tn=3p+2(p2+…+pn)-(2n+1)pn+1①

=3p+2p2(1-pn)1-p-(2n+1)pn+1,

Tn=3p1-p+2p2(1-pn)(1-p)2-(2n+1)pn+11-p②

错因分析:对于问题(2)采用“错位相减法”求和,①式中的“p2+…+pn”是一个等比数列的和,其项数为“n-1”,错为“n”项.且由于“p>0”,求和时还必须讨论“p=1”和“p≠1”.

正确解答:(上同)1° 当p=1时,bn=2n+1,Tn=n2+2n.

2° 当p≠1时,(1-p)Tn=3p+2(p2+…+pn)-(2n+1)pn+1

=3p+2p2-pn+11-p-(2n+1)pn+1

=3p-p21-p-(21-p+2n+1)pn+1,

Tn=3p-p2(1-p)2-2(1-p)n+3-p(1-p)2pn+1.

准确把握1:等比数列的求和公式:

Sn=na1q=1a1(1-qn)1-q=a1-anq1-qq≠1

首先,运用公式时,要讨论“公比q”是否为“1”;其次,当q≠1时,若项数不能确定,可以采用公式Sn=a1-anq1-q.

准确把握2:“归纳”是一种重要的合情推理,而在数列中问题的条件大多是一些对n∈N*均成立的等式,我们可以从特殊的前几项入手进行归纳推理,或研究其相邻的式子.例如,本题中的第(1)问,由于已经知道是等差数列,所以可以采用“特殊化”的想法,求出“d”即可.具体做法如下:

S2nSn=4n+2n+1,n∈N*,S2S1=4+21+1=3,S2=3S1=3a1=3,

a2=S2-S1=2,an=n.

将“n∈N*均成立的等式”采用特殊化法,明显简单多了,直接影响着问题解决的速度.

二、厘清概念

易错点3“等差(比)数列”的概念

无论是等差数列还是等比数列,其概念无疑是最重要的.例如,等差数列的定义是“从第二项开始,后项与前项的差是同一个常数”,如果将“an”看成后项,则“an-1”是前项,等差数列的概念就可以用数学符号简洁地表达:“an-an-1=d”,但必须加上条件“n≥2”这样才能体现“从第二项开始”.

例3{an},{bn}都是等差数列,前n项和分别为Sn,Tn,且SnTn=2n-13n+2,则a9b9=.

错误解答:SnTn=2n-13n+2,不妨设:Sn=2n-1,Tn=3n+2,

a9=S9-S8=2;b9=T9-T8=3,a9b9=23.

错因分析:由“SnTn=2n-13n+2”,不可以设“Sn=2n-1,Tn=3n+2”,因为如果Sn=2n-1,其通项为an=1n=12n≥2,不是等差数列.

正确解答:SnTn=2n-13n+2,不妨设:Sn=2n2-n,Tn=3n2+2n.

a9=S9-S8=33;b9=T9-T8=53,a9b9=3353.

准确把握1:数列的通项公式及前n项和公式都可视为定义域为正整数集或其子集(从1开始)上的函数,因此在解题过程中要树立函数思想及观点,应用函数知识解决问题.特别地,等差数列的前n项和Sn=a1n+n(n-1)2d=d2n2+(a1-12d)n,它是关于n的没有常数项的二次函数形式.反之,前n项和公式满足形如Sn=An2+Bn所对应的数列也必然是等差数列.等比数列中也有类似的结论:当前n项和公式Sn=A+Bqn(A≠0,B≠0,q≠0、1),如果“A+B=0”则所对应的数列也必然是等比数列.