用“裂项法”求解一类高考数列题

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  【摘要】高考题是既源于教材,又注重能力,处处体现创新。所以在平常的教学和学习中,关键要学会学习方法,注重理解,才能提升能力,有所创新,以不变应万变。而不要盲目背题型,套模式,做题目。
  【关键词】数列求和 裂项法 分式数列 等比数列 等差数列
  普通高中课程标准实验教科书(A版)必修5第47页,习题2.3 B组第4题:数列{ }的前 项和 。研究一下,能否找到求 的一个公式,你能对这个问题作一些推广吗?
  显然,我们不妨把数列{ }叫分式数列,其求和方法为“裂项法”。即因为 = ,所以
  = = = 。
  推广:一般地,形如分式结构的数列求和问题,可考虑用“裂项法”使数列裂项后能前后相消达到求和的目的。
  2014年高考数学试卷中,有关数列求和问题,有的和分式数列求和有关,但又不是简单的课本上所讲的裂项,他需要我们根据题目的特征进行分析,整理,构造。真正体现出高考出题的“源于课本,重在能力,体现创新”的精神,确实需要我们在教学和学习中去体会。
  例1. (2014大纲卷理18) 等差数列 的前n项和为 ,已知 , 为整数,且 .(1)求 的通项公式;(2)设 ,求数列 的前n项和 .
  解:(1)因为 ,所以 ,得到 ,又因为 为整数,所以 ,所以 。
  (2)因为 = = 。所以 =
  = 。
  [评析]:本题(2)与课本题是同一类题型,关键是裂项时要注意等价变形。
  例2.(2014新课标卷理17)已知数列 满足 =1, .
  (Ⅰ)证明 是等比数列,并求 的通项公式;
  (Ⅱ)证明: .
  (Ⅰ)证明:由 得 ,所以 ,所以 是等比数列,首项为 ,公比为3,所以 ,解得 。
  ⑵ 因为 ,所以
  。
  所以 +
  .
  [评析]:本题(2)从形式上看是不等式的证明,进一步分析确是分式数列求和,但这个分式数列通顶公式的分母中只含一项,按常规不能用裂项法,要用裂项法就要再构造一相邻项从而达到裂项目的。由此可看出出题人的良苦用心。
  例3.(2014山东卷理19)已知等差数列 的公差为2,前 项和为 ,且 成等比数列.(Ⅰ)求数列 的通项公式;(Ⅱ)令 ,求数列 的前 项和 .
  解:(I)∵
  解得
  (II) ,
  [评析]:本题(2)中虽然是分式数列,但按常规,通项裂成相减的两项显然不能达到要求,而恰恰相反它能裂成相加的两项,此时注意到前面的符号关系,马上就能达到要求。
  综上所述,高考题是既源于教材,又注重能力,处处体现创新。所以在今后的教学和学习中,关键要学习方法,注重理解,才能提升能力,有所创新,以不变应万变。
  【参考书目】
  2014高考试题。
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