湖南人文科技學院數學與金融學院 曾偉華 龍承星
數列是一種特殊的函數,是反映自然規律的一種基本數學模型,是高中數學教學與高考考查的重要內容。數列通項公式an=f(n)表明了數列中項an與項數n之間的關系,對闡明數列整體結構及每一項的特點具有重要意義。
對形如an=an-1+f(n)型的遞推式,我們能通過移項得到相鄰兩項的差為一個特殊的函數關系an-an-1=f(n),再用代入法將所有式子累加起來相互抵消,就可得到只含有a1、an的式子(在化解過程中,通常要使用等差數列求和、等比數列求和、裂項相消、錯位相減等方法),最后通過整理得出所求數列的通項公式。


通過計算數列的前面幾項,再觀察數列中an與項數n的關系,猜想數列通項公式的表達式,最后再利用數學歸納法來證明所猜想的表達式對任意項數n都成立,即所猜想的表達式為所求數列的通項公式。


解題分析:關于此類只含有乘法的遞推公式,要想辦法將乘法轉化成加法,就可以運用取對數的思想,由此處理遞推公式更容易構造特殊函數進行求解,該方法體現了算法思想和轉換思想。此類方法的優點是將復雜的運算簡單化,降低推理難度,不足之處是要求遞推式左右兩邊只含有乘法運算,且取值范圍大于零。
運用常用的構造引理構造新的數列求解,將陌生的數列轉換為兩類特殊的數列,再來進行處理。該方法就是不斷地將“未知”轉換成“已知”,極富技巧性和創造性,難度系數很高,難以把控,體現了轉換化歸的數學思想,有利于培養學生的創造性和發散性思維。
對于分子簡單而分母相對復雜的等式分式,可以考慮等式兩邊同時取倒數,再分離常數,構造新的等比數列來過渡,從而得到數列通項公式。要注意的是分母不能為零,遇到特殊的就需要進行說明。
本文總結了七種求解數列通項公式的方法,其中,公式法中體現了分類討論思想,數學歸納法體現了由特殊到一般的思想和歸納總結的數學思想,累加法、累乘法、構造法、對數變換法和倒數變換法則體現了轉化劃歸思想,特征方程法與導數積分法體現了函數與方程思想、轉換思想。由此可以看出數列通項公式的求解考題之靈活多變,所以數學方法的積累和數學思想的培養及其重要,希望老師和學生都能在這方面多下功夫,提高自身的數學素養。