张甜甜:一道课本数列例题及变式的多视角求解
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邹生书,男,1962年12月出生,本科学历,理学士学位,中学数学高级教师,黄石市高中数学骨干教师。主要从事高中数学教学、高中数学解题研究和探究性学习等。从2007年8月到2018年8月,在《数学通讯》《数学通报》《数学教学》《中学数学》《中学数学教学》等,二十多种学术期刊上发表解题和探究性学习文章300余篇。
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一道课本数列例题及变式
的多视角求解
山西省垣曲中学 张甜甜
在人教A版必修四的44页有这样一道关于等差数列前n项和的例题:
已知一个等差数列{an}前10项的和是310,前20项的和是1220.由这些条件能确定等差数列的前n项和公式吗?
这是课本例题的原始解法,把两个条件看作关于首项a1与公差d的信息,用这两个“基本量”作为“元”,其本质是二元一次方程组,解出元“a1”与“d”即可,但只要对求和公式Sn稍作研究就会有新的思路,可简化运算.
视角二:等差数列的求和公式
其本质为直接用待定系数法求出A与B,结合求和公式Sn的特有形式,即可简化计算。这个形式也铺天盖地地出现在各种教辅资料中,不足为奇。
视角三:如果从函数角度看待求和公式,还有这么一个结论
其本质是将原先数列中的项“分段”罗列求和,得到的和组成新数列依然为等差,这样的“重组”考查在历年的高考中也有涉及。
如果用此性质,求前30项的和可以简化为:
其本质为抓住Sn的概念,抓住其与an的关系,用罗列项的方式表示Sn与Sm+n-Sm,再“平行式子”作差,巧得n个公共差md,从而证明结论。
如果从这个视角,似乎可以更简化为:
S30=S10+S20+200d=310+1220+200×6=2730.
等差、等比数列也是“规律性”很强的部分内容,类似可类比的结论有很多,我们需要多研究、多总结,才能从多个视角看到问题本质,从而丰富解题方法。
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