求几类数列公共项问题的解题策略
2018-03-05唐春婷
唐春婷
(上海市民办远东学校〈普通高中〉)
一、两个等差数列的公共项问题
解一:为了发现公共项的规律,不妨将两个数列分别列举出一些项:
5,8,11,14,17,20,23,26,29,32,35,38,41…
3,7,11,15,19,23,27,31,35,39,43,47,51…
显然相同的项构成的数列是11,23,35,47…
由以上分析可知,相同项构成以c1=11为首项,以d=12为公差的等差数列,通项公式为cn=12n-1。
bp+1=4(p+1)-1=4p+3=3m+6=3(m+2)∉ {an};
bp+2=4(p+2)-1=4p+7=3m+10=3(m+3)+1∉ {an};
bp+3=4(p+3)-1=4p+11=3m+14=3(m+4)+2∈ {an};
所以,cn+1=bp+3,cn=bp。
cn+1-cn=bp+3-bp=12,易得公共项构成以c1=11为首项,以d=12为公差的等差数列,通项公式为cn=12n-1。
点评:由此可以看出新数列的公差应是原来两数列的公差的最小公倍数。对于解一,推理不够严谨,但是对于解选择填空题,也不失为一种快速的方法。解二的推理较为严谨,技巧性较强,下面我们用中国剩余定理探究一下问题的本源。
解三:显然数列 {an}的每一项是被3除余2(也可以说被3除余-1)的自然数,数列 {bn}的每一项是被4除余-1的自然数,这样两个数列的每一项余数相同,设构成的新数列为 {cn},根据同余,则 {cn}满足易得cn=12k-1,又通过简单的计算得新数列的首项为11,因此令k=n,k∈z所以cn=12n-1。
对于三个或者三个以上等差数列,要求它们的公共项从小到大排成的新数列的通项公式,同样可以用到中国剩余定理,转化为有关同余的问题,关键先求出数列公差的最小公倍数。如假设p个等差数列 {ani},i=1,2,…,p 的通项公式分别为 an1=e1n+f1,an2=e2n+f2,…,anp=epn+fp,公差 e1,e2,…,ep全不为 0,则这 p 个等差数列的公共项按从小到大的顺序组成一个新的等差数列 {cn},新数列公差d即为的最小公倍数,而新数列的首项通过简单的计算得出。
二、等差数列与等比数列的公共项问题
例:等差数列an=4n-1,等比数列bn=3n,它们的公共项由小到大排成新的数列 {cn},求 {cn}的通项公式。……
