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两数列公共项问题的“通法”探究

2021-05-20李寒

中学数学杂志(高中版) 2021年1期
关键词:探究学生

两个数列公共项构成的数列问题是数列中的难点问题,由于序号与项之间的关系错综复杂,求解时往往令许多学生感到茫然不知所措.为此,下面从2020年高考新高考卷的一道数列试题出发,探究两个数列的公共项构成的数列问题的一种“通法”.1 考题呈现

2020年新高考卷第14题:将数列{2n–1}与{3n–2}的公共项从小到大排列得到数列{an},则{an}的前n项和为

.

评析 该题考查的是有关数列的问题,涉及到的知识点有两个等差数列的公共项构成新数列的特征,等差数列求和公式,考查了观察、分析、判断能力和等差数列前n项和公式的应用.这是一道含有丰富数学思维方法、具有拓展价值的优质试题.为此,我们从这道试题的解法谈起,来探究和拓展两数列有公共项一类问题的解法,并从中得到一些启示.2 解法探究

分析1 通过观察、分析,找到两数列公共项的规律、特点,进而求其前n项和.

解法1 观察归纳法:数列{2n–1}为:1,3,5,7,11,13,15,17,19,21,23,25,27,29,31,……

数列{3n–2}为:1,4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,35,39,……

观察可知,两个数列的公共项依次为:1,7,13,19,25,31,……,可以看出数列{an}是首项为1,公差为6的等差数列,所以{an}的前n项和为n·1+n(n-1)2·6=3n2-2n.

点评 观察题中的两个数列均为等差数列,所以它们的公共项具有规律性,通过列举得到由两个数列的公共项构成的数列,进而求得{an}的前n项和.在找公共项的时候,比较好的办法是在公差大的数列里面来找,因为间隔小,且项与项间隔相等.该解法适用于象该考题一样,比较简单的两数列公共项问题.

分析2 分析两个等差数列的首项和公差的特

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