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高中数学数列求和的常用方法探析

2020-11-06刘笑

中学生数理化·教与学 2020年10期
关键词:倒序式子公式

刘笑

数列是高中数学的重要内容.在对此章节进行讲解时,应该着重讲解关于数列求和这一知识点,此知识点是必考点,也是教学难点.在进行数列求和时,可以运用多种方法,然而,如何对课本里所提出的方法进行创新型运用,如何高效正确地解决求和问题,是学生最需要掌握的.因此,本文将针对数列常用的求和方法进行探析,进而为当下数列求和时所面临的困难给予有用的方法.

一、运用公式法进行数列的求和

最为普遍的数列求和方式叫做公式法,正是因为公式法具有较强的基础性,所以它也是其他求和方式发散的必要前提条件.一般来说,用公式法进行求解是数列求解中最简单也是最直接的方式.例如,求-12+22-32+42-52+62-…-992+1002的和.对于此类的题目可以运用公式进行数列求和,将其进行对应的拆分,使其变为等差或等比数列.因此在上题中,可以将数列变换结合为(22-12)+(42-32)+(62-52)+…+(1002-992),接着将数列进行拆分:(2-1)(2+1)+(4-3)(4+3)+(6-5)(6+5)+…+(100-99)(100+99),最后可以得到3+7+11+…+199.因此,可得此数列为等差数列,可用等差数列的公式进行求解.

根据上题的解析可以得出,针对此类问题在求解的过程中,首先需要仔细观察和分析此类型题目,对题目做出一定的判断.其次,要对等差公式和等比公式有清晰的认知,能够灵活地将数列进行对应的转换.最后,需要对此类题型进行长期有效的训练,对各个题目最后结果进行针对性的研究和分析.这样不仅能使学生快速准确地解答问题,还能培养学生的思维应变能力.

二、运用变形或者转换的方式进行数列的求和

作为高中数学学习中的较难知识点数列来说,并不是所有的问题都能立马判断出其解决方式的,有些题目可能需要经过变形和转换后,才能进行求解.例如,求数列6,66,666,…的前n项之和.初看题目,此题并不具有明显的求和规律,但是观察题目能看出6,66,666,…能被写成表达形式为6×(10n-1)9,在得到表达时候,则可写出此题目的前n项之和为Sn=6×(101-1)9+6×(102-1)9+…+6×(10n-1)9,将上述式子进行化简可得:Sn=6×(101-1+102-1+…+10n-1)9,则其前n项之和为Sn=6×(10n+1-9n-10)81.对于此类题目,所掌握的关键解题技巧则是对式子进行相关的转换和变形,进而将复杂的式子转换为通常的等差或等比数列,使式子能够被简便的求解.除此之外,属于变形和转换的普遍的解题方式还有倒序相加的方式,如对于等差数列an的求n项之和,可以使用倒序相加的方式将式子变为:Sn=a1+a2+a3+…+an和Sn=an+…+a3+a2+a1,接着将两式子相加除以2,可得:Sn=n(a1+an)2.这种方法能够有助于培养学生创新思维能力,节省做题时间,为学生在考试过程中结余更多的时间和机会去解答更难的题型.

三、特殊数列的求和方式

在解决数列求和问题时,学生通常会遇到一些特殊、不容易被转换的数列.此时,解此类题目需要用到一些特殊的方式,如对11×3,13×5,…,1(2n-1)×(2n+1)进行求和.通过对式子的观察,可以发现式子与式子之间存在一定的联系和规律,所以,将式子简化后可以得出:Sn=121-13+1213-15+…+1212n-1-12n+1,进而得到最终的结果为Sn=n2n+1.

由上述题目可以分析得到,在解决看似复杂,无章可循的题目时,除了学生自身的基础知识牢固,还需要学生掌握一些解题的技巧,并且能够巧妙地进行运用,这样才能提高学生的解题效率和质量.

综上所述,数列求和问题的解决方法很多,如错位后相减的方式、倒序相加的方式、公式求解的方式、裂项求解的方式及分组求解的方式等.但是其精髓都是根据等差数列或者等比数列进行变行得到的,可谓是换汤不换药.如若在掌握了上述方法的基础上,学生解题时能够灵活运用,那么,不但能提高解题的速度,还能有利于数学思维的开发,实现学生的全面发展.因此,教师在进行高中数学的教学过程中,应该对传统的授课模式进行改善,引導学生自主掌握知识和运用知识,进而提高课堂效率和教学质量.

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