内容正文:
1.真题再现
2.题目溯源
3.解法探究
4.一题多变
5.教学建议
目录
2024年全国高考数学讲题比赛暨试卷评析研讨会
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二、题目溯源
等比数列求和公式推导过程;人教A版必修二P56 第11,12题
做差求数列通项公式与“差比积型”求和在近几年的高考试题中曾多次出现,在教材中也存在,如下:
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五、教学建议
数列“差比积型”问题得通法总结
错位相减法求和,不管怎么讲,总有一些学生算错,原因如下:1.不知道为什么错位,思维不清楚导致书写紊乱,最终只能半途而废;2.错位后不知道如何相减,乱成一团;3.错位相减后最后一项前的减号忘记了;4.错位相减后,对新数列项多少判断失误;5.错位相减后,对新数列求和后的合并、化简错误.
第5条也是错误率最高的一步,看着计算接近尾声了,就是计算不出正确答案.对于这一步在教学中,要求学生指数运算过关.
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针对以上5个原因,所以笔者对错位相减进行改良,就有了以下6种另解方法:1.错位相减,及错位相减万能公式;2.裂项相消;3.构造常数列;4.分组求和;5.构造新数列;6.导数法.
虽然有6种新的解法,但除过学习好的学生考虑这几种方法外,其他大部分学生还是喜欢用通法通解——错位相减.在平时教学中,除过让学生理解错位相减的思想外,还需要多训练他们的计算,让计算过关.
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一、真题再现
2024年全国甲卷理科18题
18. 记
为数列
的前
项和,已知
.
(1)求
的通项公式;
(2)设
,求数列
的前
项和
.
考查目标:数列常规题,第(1)问考利用
求通项公式,第(2)问“差比积型”.
三、解法探究
第(1)问两种思路,思路1:利用
求解.
思维导图如下:
解法1:递推公式法
写出� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���
证明等比数列
做差
解法2:构造新数列法
把� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���换成� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���
证明等比数列
构造新数列
� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���
解:(1)方法1:因为
,所以
,
两式作差得:
,即
,
又因为
,所以
,即
,
故数列
是以4为首项,-3为公比的等比数列,
所以
.
方法2:因为
,所以
,
即
,所以
,
所以数列
是以
为首项,-3为公比的等比数列,
所以
,即
,
所以
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ,
当
满足上式,所以
.
(2)分析:数列“差比积型”
解:因
,
设
,所以
,设
是数列
的前
项和,
.
方法1:错位相减法
� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���两边同乘公比3
利用等比数列求和公式
错位做差
方法2:构造常数列法
把式子化成� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���
� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���是常数列
构造
方法3:列项相消法法
利用待定系数法把� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���
化成两个式子差
列项相消化简得结果
� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���
方法5:分组求和法
把� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���分成� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���组式子求和
每组利用等比数列求和公式
方法4:构造新数列法
把式子化成� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���
利用待定系数法把� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���构造成新数列� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���是等比数列
方法6:求导法
� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���利用等比数列求和公式化简
对� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���求导,再令� EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ���
方法1:错位相减
因为
是数列
的前
项和,
所以
,①
所以
,②
①-②得:
,
所以
,
所以
.
感悟提升:错位相减万能公式
已知
,则
的前
项和
,
,其中
,
.
注:①等比数列首项必须化为1;②在求解过程中如果
与
不容易求,可以利用
特殊值求出
与
值.小题秒杀,但大题写成错位相减模式,可以省去大量计算,及繁琐的化简.此法值得推荐.
万能公式推导过程:
数列
,
分别是等差数列与等比数列,它们的通项为
,则
的前
项和:
①
②
②-①得:
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
所以
,
令
,
,故
.
用万能公式求解
解:因为
,所以
,
设
是数列
的前
项和,设
,
所以
,解得
,
所以
,所以
.
方法2:构造常数列法
因为
,
所以
,
设
,
则
,
即
,
所以
,即
,
所以
,
所以数列
为常数列,
因为
,
所以
,即
,
所以
.
方法3:列项相消法
设
,
所以
,即
,
所以
,
所以
.
方法4:构造新数列法
因为
,
所以
,
所以
,即
,
设
,解得:
,
所以
,
所以
是以
为首项,以
为公比得等比数列,
,即
.
方法5:分组求和法
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT
,
所以
.
方法6:导数法
因为
,
两边求导,得:
,
在上式中,令
得:
,
.
四、一题多变
变式1:(2023年全国甲卷理科·第17题) 设
为数列
的前
项和,已知
.
(1)求
的通项公式;
(2)求数列
的前
项和
.
解析:(1)因为
,
当
时,
,即
;
当
时,
,即
,
当
时,
,所以
,
化简得:
,
当
时,
,即
,
当
时都满足上式,所以
.
(2)因为
,
所以
,
,
两式相减得:
EMBED Equation.KSEE3 \* MERGEFORMAT ,
即
.
变式2:已知
是数列
的前
项和,且
.
(1)求数列
的通项公式;
(2)若数列
的通项公式为
,求
的值.
解:(1)当
时,
,可得
,
当
时,
,可得
,则
,
所以
是首项为1,公比为3的等比数列,
故
.
(2)由题设,
,①
,②
①-②得:
,
所以
.
$$