廣西岑溪中學(543200) 鐘 明
在新高考中,數列大題出現在第一道解答題的位置,更多的是關注基本方法、基本思想,其中裂項相消法和錯位相減法是求數列前n項和的最基本的兩類方法。數列前n項求和方法的復習至關重要。那么,如何有效開展數列前n項求和方法的復習呢?筆者認為,可緊扣知識、思想方法、核心素養三大主線進行復習。
高中數學復習中,學生有兩個基本任務,一是溫故知新,二是查漏補缺。教師可指導學生從兩個方面進行查漏補缺:一是數學概念、定理法則方面,梳理哪些還沒有記住,哪些沒有理解,哪些無法運用;二是數學思想方法和思維方法方面,厘清哪些還不會用或用得不夠好。在復習數列前n項求和方法時,教師應緊扣知識主線引導學生梳理數列求和的常見方法。

當數列的通項是等差數列或等比數列的和(或差)的形式時,形如cn=an+b(n其中an和bn為等差數列或為等比數列),可以分解為基本數列(等差數列或等比數列)進行求和。
[例1]已知等比數列{an}中,若a1=3,公比q>1,且3(an+2+an)-10an+1=0(n∈N+)。
(1)求數列{an}的通項公式;

評析:對于復合數列,若無法直接利用數列的通項公式求和,則可將其分解為幾個容易求和的基本數列,對復合數列通項中的和(差)重新分組與拆分,再利用公式進行求和。
裂項相消法主要是把數列的通項拆分為兩項之差后求和,正負相消剩下首尾若干項。應用此法時必須注意哪些項被消除,哪些項被保留,同時需要掌握一些常見的裂項,如(其中an為等差數列)。
[例2]Sn為數列{an}的前n項和,已知an>0,an2+2an=4Sn+3。
(1)求{an}的通項公式;
解:(1)an=2n+1。


評析:根據an=2n+1 通項特點,得bn=,顯然分母為等差數列相鄰兩項的乘積,符合裂項相消法的應用要求。
對于由等差數列和等比數列對應項之積組成的數列,形如cn=an·b(n其中an為等差數列,bn為等比數列),常用錯位相減法求和??稍诘仁絻啥送瑫r乘以等比數列的公比(或公比的倒數后進行錯位相減,再利用等比數列的求和公式化簡求值。
[例3]設{an}是公比不為1 的等比數列,a1為a2,a3的等差中項。
(1)求{an}的公比;
(2)若a1=1,求數列{nan}的前n項和。
解:(1){an}的公比為-2。(解題過程略)

評析:錯位相減法適用于由一個等差數列{an}及一個等比數列{bn}對應項之積組成的復合數列。用錯位相減法求解,常會因為步驟煩瑣、計算量大,而導致漏項或添項以及符號出錯等。因此在等式兩邊乘公比后,對應項的冪指數會發生變化,應將相同冪指數的項對齊,這樣有一個式子前面空出一項,另外一個式子后面就會多出一項,兩式相減除第一項和最后一項外,剩下的n-1 項是一個等比數列。
以知識為主線引導學生溫故知新,可讓學生更清楚各類數列前n項求和方法的基本特點和應用要求,同時強化學生對基礎知識和基本技能的掌握。
如果說新課的學習重在“把書讀厚”,那么復習課則要“把書讀薄”。把握知識和方法的本質是“把書讀薄”的重要手段。要讓學生搞清楚知識背后所蘊含的思想方法與思維方法,教師應指導、幫助、督促學生加強對思想方法與思維方法的梳理與比較。教師應緊扣思想方法主線引導學生復習數列前n項和的求法。
[例4]已知數列{an}滿足a1=1,an+1=3an+1。

評析:本題考查了數列的概念、遞推公式,等比數列的定義、通項公式,等比數列的前n項和公式和放縮法證明不等式,體現了化歸與轉化思想的應用。
[例5]已知數列an=n2·2n,求數列前n項和Sn。


評析:讓學生在原來的認知和知識框架下深化學習,把握數學知識中所蘊含的通性通法和數學思想。教師應通過審題示范、解題分析示范、解題反思示范,促進學生數學思維的發展,提升數學復習效果。
在復習一些重要的知識與方法時,教師要盡量讓學生多參與、多體會、多感悟,不斷培養學生思維的深刻性,發展學生直觀想象、邏輯推理、數學運算等學科核心素養。教師應緊扣核心素養這一主線引導學生復習數列前n項和的求法。
[例6]設等差數列{an}的公差為d,點(an,bn)在函數f(x)=2x的圖像上(n∈N*)。
(1)若a1=-2,點(a8,4b7)在函數f(x)的圖像上,求數列{an}的前n項和Sn;

評析:本題的第(1)問以函數為載體,以“點在函數圖像上”為切入點得到數列的遞推關系式,考查等差數列前n項和的知識。第(2)問以導數為工具,以曲線的切線方程為切入點,以“直線在x軸上的截距為為線索,利用方程思想求公差的通項公式識別“數學模型”,最終用錯位相減法(或構造法)解決問題。本題有效考查了學生的直觀想象、邏輯推理和數學建模等數學學科核心素養。
綜上可知,在高中數學復習教學中,教師應緊扣知識、思想方法和核心素養三大主線引導學生進行復習,使學生把握數學本質和掌握數學知識、方法,進而發展學生的高階思維,培養學生的數學學科核心素養。