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等差、等比数列性质的综合应用论文

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2023-07-27 15:02:01    来源:    作者:xieshijia

摘要:等差、等比数列能够与数学其它知识点有效融合,成为高考的热门考点.因此,需要注重等差、等比数列性质在试题中的综合应用,理解等差、等比数列中蕴含的数学思想和方法,深化学生对于等差、等比数列性质的理解,提高有关试题的解题效率.

  摘要:等差、等比数列能够与数学其它知识点有效融合,成为高考的热门考点.因此,需要注重等差、等比数列性质在试题中的综合应用,理解等差、等比数列中蕴含的数学思想和方法,深化学生对于等差、等比数列性质的理解,提高有关试题的解题效率.

  关键词:数列问题;数列性质;综合应用

  近年高考数学试题中,关于等差、等比数列性质的综合应用是一个考查的热点内容,我们应引起足够重视.基于此,本文特归类举例加以说明,希望能够帮助同学们掌握一些常用的解题方法,进一步提高处理等差、等比数列综合问题的解题能力.

  1考查等差中项与等比中项的综合应用

  例1已知b是a,c的等比中项,x是a,b的等

360截图20230321163045713.jpg

  又注意到所求式子与b无关,从而应设法消去b.因为由②得b=2x-a,

  由③得b=2y-c,

  所以将之代入①可得

  (2x-a)(2y-c)=ac.

  即4xy-2ay-2cx=0.

360截图20230321164056885.jpg

  评注一般地,a,b,c成等差数列⇔b是a,c的等差中项⇔2b=a+c;a,b,c成等比数列⇔b是a,c的等比中项⇔b2=ac(其中a,b,c都不为零).

  2考查两个等差或两个等比数列的交汇问题

  例2(1)在等差数列{an}中,a1=5,前n项和

360截图20230321164425995.jpg

  (2)在等比数列{an}中,a1=2,前n项和为Sn.若数列{an+1}也是等比数列,则Sn=.

  解析(1)设等差数列{an}的公差为d,则

360截图20230324162740944.jpg

  (2)设等比数列{an}的公比为q,则

  a1+1=3,a2+1=2q+1,a3+1=2q2+1.

  所以由{an+1}是等比数列,得

  (a2+1)2=(a1+1)(a3+1).

  即(2q+1)2=3(2q2+1).

  解得q=1.故所求Sn=na1=2n.

  评注类似分析,可得如下一般性结论:

  ①设{an}是等差数列,且公差为d,若

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  ②设{an}是等比数列,且公比为q,若{an+c}(c≠0)也是等比数列,则q=1.

  3以等差数列为背景,设置等比数列问题

  例3在等差数列{an}中,公差d≠0,a2是a1与a4的等比中项.已知数列a1,a3,ak 1,ak2,…,akn,…成等比数列,求数列{kn}的通项kn.

  解法1因为a=a1 a4,

  所以(a1+d)2=a1(a1+3d).

  所以d2=a1 d.

  又公差d≠0,所以d=a1.

  所以an=a1+(n-1)d=nd.

  从而,由题设得数列d,3d,k1 d,k2 d,…,kn d,…是等比数列.

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  所以kn·d=d·3n+1.

  又注意到d≠0,故可得所求kn=3n+1.

  评注上述两种解法的区别在于:前者先明确所给等比数列的各项,再运用等比数列的通项公式;后者则是考虑akn在两个数列中的不同位置,并灵活运用等差、等比数列的通项公式进行综合分析.

  4考查等差数列与等比数列交错接龙

  例4对于数列a1,a2,…,ak,ak+1,…,a2k,a2k+1,…而言,若a1,a2,…,ak是以d1为公差的等差数列;ak,ak+1,…,a2k是以q1为公比的等比数列;a2k,a2k+1,…,a3k是以d2为公差的等差数列;a3k,a3k+1,…,a4k是以q2为公比的等比数列,…,我们就称该数列为等差、等比数列交错接龙.现已知a1=

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  q3=5,求a34.

  解析因为数列a1,a2,…,a6是以a1=-3为首项,且以d1=1为公差的等差数列,所以可得a6=-3+5×1=2.

  于是,由数列a6,a7,…,a12是以q1=3为公比的等比数列,得a12=a6·q6=2×36.

  由数列a12,a13,…,a18是以d2=-2为公差的等差数列,可得a18=a12+6d2=2×36+6×(-2)=2×36-12.

360截图20230617141728411.jpg

  故由数列a30,a31,…,a36是以q3=5为公比的等比数列,即得所求a34=a30·q=2×54=1250.

  评注在具体情景下,多次反复运用等差数列和等比数列的通项公式,是本题顺利求解的关键所在.整体看,本题设计较好,情景新颖,不仅考查了学生的阅读理解能力,而且也考查了学生在新情景下灵活运用所学等差、等比数列知识分析、解决问题的实际能力.

  5以行与列的形式,考查等差数列和等比数列通项公式的活用

  例5如图1,n2(n≥4)个正数排成n行n列方阵,其中每行的数都组成等差数列,每列的数都组成等

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  (1)求公比q的值;

  (2)求a4k;

  (3)求ann;

  (4)求a11+a22+…+ann.

  a11

  a21

  a31

  a41

  …

  an1 a12

  a22

  a32

  a42

  …

  an2 a13

  a23

  a33

  a43

  …

  an3 a14

  a24

  a34

  a44

  …

  an4…a1n…a2n…a3n…a4n

  ……

  …a

  图1

  解析(1)因为第4行的数组成等差数列,所

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782.jpg

  评注(1)本题以“方阵”为载体,考查了在新情景下学生灵活运用等差、等比数列知识处理问题的能力,而解题的关键就是利用等差、等比数列推广的通项公式及错位相减法.

  (2)根据等差、等比数列的通项公式,很容易证得推广的通项公式:

  ①若{an}是等差数列,则an=am+(n-m)d;

  ②若{an}是等比数列,则an=am·qn-m.

  综上,处理有关等差、等比数列性质的综合运用问题,首先要认真审题,看清题目已知条件;其次,要能够将等差、等比数列的性质在解题中加以灵活、准确运用.显然,通过上述的归类剖析,可帮助我们进一步熟练掌握等差、等比数列的有关性质,进而提高对新情景的适应能力以及对相关知识的综合运用能力,进一步提升学生的数学综合素养.


 参考文献:

  [1]郭启华.高中数学数列的解题常规方法探讨[J].考试周刊,2018(25):67-68.

  [2]王惠清.高中数学数列试题解题技巧探究[J].数理化学习(高中版),2018(05):27-28.