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【摘 要】数列是高中数学知识的重要内容,它是一种特殊的函数,具有较为多变的性质以及题目类型。近年来关于解题错误的研究非常多,本文主要分析在高中数列学习中,常见的一些错误类型,以及错误的修正策略,使教师以后的教学更具针对性,学生能够更好的完善数列这一模块的知识体系。
【关键词】高中数学;数列;易错类型;策略
数列是高中数学学习的基础内容,它是体现函数离散现象的一个数学模型。同时,数列也是一项特殊的函数,对于学生理解函数性质有着重要的作用。在高考的试题中,数列也是常见的易考对象,它与方程、函数、不等式、概率等内容综合出题,具有多变的考题模式,学生在处理数列问题时也经常出现一些错误。
1.数列的定义
在大学高等数学中,我们这样定义数列:
若函数f的定义域为全体正整数集合N+,则称f:N+→R或f(n),n∈N+为数列。因正整数集N+的元素可按由小到大的顺序排列,故数列f(n)也可写作a1,a2,…,an,…或简单地记为{an},其中称an为该数列的通项。
而在高中数学的学习中,数列的定义可以这样表述:
数列是按一定次序排成的一列数。数列中的每一个数都叫做这个数列的项。数列是一个定义域为正整数集N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})的特殊函数,如果数列{an}的第n项an与n之间的关系可以用一个公式来表示,则这个公式就叫做这个数列的通项公式。数列的通项公式也就是相应函数的解析式。
2.数列解题的易错点
2.1对数列的概念理解不准而致错
例1已知数列{an}是递推数列,且对于任意的n∈N+,an=n2+λn恒成立,则实数λ的取值范围是____。
错解 因为an=n2+λn是关于n的二次函数,且n≥1,所以-≤1,解得λ≥-2。
错因分析 数列是以正整数N+(或它的有限子集{1,2,…,n})为定义域的函数,因此它的图像只是一些孤立的点。
正解
正解一:因为an=n2+λn,其图像的对称轴为n=-,由数列{an}是单调递增函数列有-≤1,得λ≥-2。当2-(-)>--1,即λ>-3时,数列{an}也是单调递增的。故λ的取值范围为{λ|λ≥2}∪{λ|λ>-3}={λ|λ>-3},即λ>-3为所求取值范围。
正解二:因为数列{an}是单调递增数列,所以an+1-an>0(n∈N+)恒成立,又an=n2+λn,(n∈N+),所以(n+1)2+λ(n+1)-(n2+λn)>0恒成立,即2n+1+λ>0。所以λ>-(2n+1)(n∈N+)恒成立。而n∈N+时,-(2n+1)的最大值为-3(n=1时),所以λ>-3即为所求范围。
反思 利用函数观点研究数列性质时,一定要注意到數列定义域是{1,2,3,4,…,n,…}或其子集这一特殊性,防止因扩大定义域而出错。
2.2忽视公式an=Sn-Sn-1的适用条件导致错误
例2设数列[an]的前n项和Sn=3n2-n+2(n∈N+),求{an}的通项公式
错解 ∵an=Sn-Sn-1=3n2-n+2-[3(n-1)2-(n-1)+2]=6n-4,∴an=6n-4
错因分析 求数列的通向公式是本章最常见的问题,此处的易错之处是:根据数列的前n项的特征归纳数列的通项公式时,考虑不全面而出错;或者在利用前n项和公式求通项时没有检验n=1的情况而出错;或者对通项公式理解不够透彻而出错。避免出现这些错误的方法就是验证,本例正是由于没有检验n=1的情况才导致了错误。
正解 当n>2时,∵an=Sn-Sn-1=3n2-n+2-[3(n-1)2-(n-1)+2]=6n-4,∴an=6n-4;当n=1时,a1=S1=4,不满足上式。∴数列{an}的通项公式为an=4(n=1)
6n-4(n≥2)
2.3错用等差数列的性质导致错误
例3设{an}是等差数列,ap=q,aq=p(p≠q),试求ap+q。
错解 ∵{an}是等差数列,∴ap+q=aP+aq=p+q。
错因分析 在运用等差数列的性质时,由于理解不深刻,从而出现性质混淆、乱用的现象。解决方法是对性质进行正面来加深对它们的理解,尤其是在运用“若m+n=p+q,则am+an=ap+aq(m,n,p,q∈N+)”的性质时,必须是两项相加等于两项相加,否则不成立。如:
a15≠a7+a8,a7+a8=a6+a9,a1+a21≠a22,a1+a21=2a11
正解
正解一:设公差为d,则ap=aq+(p-q)d,
∴d===-1
∴ap+q=ap+(q+p-p)d=q+q×(-1)=0
2.4混淆等差数列的性质与前n项和的性质导致错误
例4在等差数列{an}中,已知S6=10,S24=24,求S18
错解 在等差数列{an}中,S6,S12,S18成等差数列,∴2S12=S6+S18即2×24=10+S18,∴S18=38
错因分析 在等差数列中,下标成等差数列的项仍成等差数列,即ak,a2k,a3k仍成等差数列,但Sk,S2k,S3k不一定成等差数列,应是Sk,S2k-Sk,S3k-S2k成等差数列。混淆上述性质,容易造成错误。本例中,虽然下标6,12,18成等差数列,但S6,S12,S18不成等差数列,应是连续6项的和,即S6,S12-S6,S18-S12成等差数列。
正解 在等差数列{an}中,因为S6,S12-S6,S18-S12成等差数列,所以2(S12-S6)=S6+S18-S12,即2×(24-10)=10+S18-24,解得S18=42
反思 等差数列具有一些特殊的性质,有些可以延伸到等差数列前n项和中,但是特别的,并不能类比在等差数列前n项和中使用,这样容易出现性质应用中的错误。
3.解题策略
3.1牢记定义、公式,灵活运用性质
3.2运用数学思想方法,总结归题目解类型
【参考文献】
[1]贾鹏云.高中数学数列教学设计的实践探讨[J].新课程学习(综合),2010(11)
[2]高东.高中数学数列教学探讨[J].语数外学习:数学教育,2013(5)
[3]向正凡.辨析中学生数学解题错误与培养数学解题能力的研究[D].湖南师范大学,2006:6-36
[4]武坚.中学生数学学习中常见错误的分析和研究[D].云南师范大学,2006:12-27
[5]黄敏.初中数学易错题分析及应对策[J].读与写杂志,2009.6(12):126-127
(吉林师范大学教育科研振兴基金重点研究项目——基于教师专业发展的职前培养与职后培训的一体化模式创新研究(jsjkzx201402))
【关键词】高中数学;数列;易错类型;策略
数列是高中数学学习的基础内容,它是体现函数离散现象的一个数学模型。同时,数列也是一项特殊的函数,对于学生理解函数性质有着重要的作用。在高考的试题中,数列也是常见的易考对象,它与方程、函数、不等式、概率等内容综合出题,具有多变的考题模式,学生在处理数列问题时也经常出现一些错误。
1.数列的定义
在大学高等数学中,我们这样定义数列:
若函数f的定义域为全体正整数集合N+,则称f:N+→R或f(n),n∈N+为数列。因正整数集N+的元素可按由小到大的顺序排列,故数列f(n)也可写作a1,a2,…,an,…或简单地记为{an},其中称an为该数列的通项。
而在高中数学的学习中,数列的定义可以这样表述:
数列是按一定次序排成的一列数。数列中的每一个数都叫做这个数列的项。数列是一个定义域为正整数集N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})的特殊函数,如果数列{an}的第n项an与n之间的关系可以用一个公式来表示,则这个公式就叫做这个数列的通项公式。数列的通项公式也就是相应函数的解析式。
2.数列解题的易错点
2.1对数列的概念理解不准而致错
例1已知数列{an}是递推数列,且对于任意的n∈N+,an=n2+λn恒成立,则实数λ的取值范围是____。
错解 因为an=n2+λn是关于n的二次函数,且n≥1,所以-≤1,解得λ≥-2。
错因分析 数列是以正整数N+(或它的有限子集{1,2,…,n})为定义域的函数,因此它的图像只是一些孤立的点。
正解
正解一:因为an=n2+λn,其图像的对称轴为n=-,由数列{an}是单调递增函数列有-≤1,得λ≥-2。当2-(-)>--1,即λ>-3时,数列{an}也是单调递增的。故λ的取值范围为{λ|λ≥2}∪{λ|λ>-3}={λ|λ>-3},即λ>-3为所求取值范围。
正解二:因为数列{an}是单调递增数列,所以an+1-an>0(n∈N+)恒成立,又an=n2+λn,(n∈N+),所以(n+1)2+λ(n+1)-(n2+λn)>0恒成立,即2n+1+λ>0。所以λ>-(2n+1)(n∈N+)恒成立。而n∈N+时,-(2n+1)的最大值为-3(n=1时),所以λ>-3即为所求范围。
反思 利用函数观点研究数列性质时,一定要注意到數列定义域是{1,2,3,4,…,n,…}或其子集这一特殊性,防止因扩大定义域而出错。
2.2忽视公式an=Sn-Sn-1的适用条件导致错误
例2设数列[an]的前n项和Sn=3n2-n+2(n∈N+),求{an}的通项公式
错解 ∵an=Sn-Sn-1=3n2-n+2-[3(n-1)2-(n-1)+2]=6n-4,∴an=6n-4
错因分析 求数列的通向公式是本章最常见的问题,此处的易错之处是:根据数列的前n项的特征归纳数列的通项公式时,考虑不全面而出错;或者在利用前n项和公式求通项时没有检验n=1的情况而出错;或者对通项公式理解不够透彻而出错。避免出现这些错误的方法就是验证,本例正是由于没有检验n=1的情况才导致了错误。
正解 当n>2时,∵an=Sn-Sn-1=3n2-n+2-[3(n-1)2-(n-1)+2]=6n-4,∴an=6n-4;当n=1时,a1=S1=4,不满足上式。∴数列{an}的通项公式为an=4(n=1)
6n-4(n≥2)
2.3错用等差数列的性质导致错误
例3设{an}是等差数列,ap=q,aq=p(p≠q),试求ap+q。
错解 ∵{an}是等差数列,∴ap+q=aP+aq=p+q。
错因分析 在运用等差数列的性质时,由于理解不深刻,从而出现性质混淆、乱用的现象。解决方法是对性质进行正面来加深对它们的理解,尤其是在运用“若m+n=p+q,则am+an=ap+aq(m,n,p,q∈N+)”的性质时,必须是两项相加等于两项相加,否则不成立。如:
a15≠a7+a8,a7+a8=a6+a9,a1+a21≠a22,a1+a21=2a11
正解
正解一:设公差为d,则ap=aq+(p-q)d,
∴d===-1
∴ap+q=ap+(q+p-p)d=q+q×(-1)=0
2.4混淆等差数列的性质与前n项和的性质导致错误
例4在等差数列{an}中,已知S6=10,S24=24,求S18
错解 在等差数列{an}中,S6,S12,S18成等差数列,∴2S12=S6+S18即2×24=10+S18,∴S18=38
错因分析 在等差数列中,下标成等差数列的项仍成等差数列,即ak,a2k,a3k仍成等差数列,但Sk,S2k,S3k不一定成等差数列,应是Sk,S2k-Sk,S3k-S2k成等差数列。混淆上述性质,容易造成错误。本例中,虽然下标6,12,18成等差数列,但S6,S12,S18不成等差数列,应是连续6项的和,即S6,S12-S6,S18-S12成等差数列。
正解 在等差数列{an}中,因为S6,S12-S6,S18-S12成等差数列,所以2(S12-S6)=S6+S18-S12,即2×(24-10)=10+S18-24,解得S18=42
反思 等差数列具有一些特殊的性质,有些可以延伸到等差数列前n项和中,但是特别的,并不能类比在等差数列前n项和中使用,这样容易出现性质应用中的错误。
3.解题策略
3.1牢记定义、公式,灵活运用性质
3.2运用数学思想方法,总结归题目解类型
【参考文献】
[1]贾鹏云.高中数学数列教学设计的实践探讨[J].新课程学习(综合),2010(11)
[2]高东.高中数学数列教学探讨[J].语数外学习:数学教育,2013(5)
[3]向正凡.辨析中学生数学解题错误与培养数学解题能力的研究[D].湖南师范大学,2006:6-36
[4]武坚.中学生数学学习中常见错误的分析和研究[D].云南师范大学,2006:12-27
[5]黄敏.初中数学易错题分析及应对策[J].读与写杂志,2009.6(12):126-127
(吉林师范大学教育科研振兴基金重点研究项目——基于教师专业发展的职前培养与职后培训的一体化模式创新研究(jsjkzx201402))