函数与方程思想在数列解题中的应用

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  摘 要:用函数与方程的思想方法解决数列问题,就是对所给出的数列问题,经过从不同的审题角度去思考问题,看看此数列问题的解决与方程或函数是否有关联,若有关联,就可用函数与方程的思想来求解该数列问题;若给出的数列问题从表面上看是非方程或函数的问题,但经过一番改造或转化后仍属于方程或函数的问题,此时就可用函数与方程的思想来求解该数列问题。有些求值或化简问题,如果纳入方程的思想方法来处理,往往有事半功倍之效。
  关键词:方程与函数思想;数列问题;转化;回归
  
  数列问题函数(方程)化法形式结构与函数(方程)类似,但要注意数列问题中n的取值范围为正整数,涉及的函数具有离散性的特点。其一般解题步骤是:
  第一步:分析数列式子的结构特征。
  第二步:根据结构特征构造特征函数(方程),转化问题形式。
  第三步:研究函数性质,结合解决问题的需要研究函数(方程)的相关性质,主要涉及函数单调性与最值、值域问题的研究。
  第四步:回归问题,结合对函数(方程)相关性质的研究,回归问题。
  【例2】 假设某市2014年新建住房400万m2,其中有250万m2是中低价房,预计在今后的若干年內,该市每年新建住房面积平均比上一年增长8%。另外,每年新建住房中,中低价房的面积均比上一年增加50万m2。那么,到哪一年底:
  (1)该市历年所建中低价房的累计面积(以2014年为累计的第一年)将首次不少于4750万m2?
  (2)当年所建造的中低价房的面积占该年所占住房面积的比例首次大于85%?
  解析:(1)由已知可设中低价房的面积为数列{an}且易得{an}为等差数列,其中a1=250,d=50。则sn=250n n(n-1)n×50=25n2 225n,令25n2 225n≥4750即n2 9n-190≥0,而n是正整数,所以n≥10,故到2023年底该市历年所建中低价房的累计面积将首次不少于4750万m2。
  (2)设新建住房面积为数列{bn},由题意可知{bn}是等比数列,其中b1=400,q=1.08则bn=400×1.08n-1又an
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