从函数视角研究数列
沪教版高二年级第一学期课本中第6页写道:“从函数的观点看,数列可以看成是以正整数集(或其子集)为定义域的函数。”数列是一个定义在正整数集(或其子集)上的特殊函数。从这个意义上看,它丰富了学生所接触的函数概念的范围,引导学生利用函数去研究数列问题,能使解数列的问题更有新意和综合性,更能有效地培养学生的思维品质和创新意识。因此我们在解决数列问题时,应充分利用函数的有关知识,以函数的概念、图像、性质为纽带,架起函数与数列之间的桥梁,揭示它们之间的内在联系,从而有效地解决数列问题。一、数列通项公式、求和公式与函数关系通过对数列中的通项公式以及前
项和公式等这些特殊的函数关系的概念理解与分析,引导学生充分认识,和
的对应关系,从而利用概念,鼓励学生主动探究,挖掘出数列通
项公式、求和公式与函数的内在联系,使学生知识系统化,培养学生数学整体意识,用联系发展的眼光学习数学。在教学实践过程中,通过学生的自主学习,发挥他们的主体作用,归纳出数列通项公式、求和公式与函数对应关系如下:数列等差数列等比数列(指数型函数)通项公式对应函数(时为一次函数)
数列等差数列
前
项和公式
对应函数(时为二次函数)
等比数列(指数型函数)
我们用函数的观点揭开了数列神秘的“面纱”,将数列的通项公式以及前
项和看成是关于
的函数,为我们解决数列有关问题提供了非常有益的启示。例1:等差数列中,,则
分析:因为
是等差数列,所以
是关于
的一次函数,一
次函数图像是一条直线,则(
m)m
m
三点共线,所以利用每两点形成直
1
f线斜率相等,即
,得
0(图像如下),这里利用等差数列通项公
式与一次函数的对应关系,并结合图像,直观、简洁。
例2等差数列为何值时最大?
中,
,前
项和为
,若
,
分析:等差数列前
项和
可以看成关于
的二次函数
,,则因为欲求
是抛物线
上的离散点,根据题意,
最大值,故其对应二次函数图像开口向下,并且对称轴为
,即当
时,
最大。
例3:等差数列集合
a
和等比数列
首项均为1,且公差不等于1,公比
,则
一定含有元素
分析:等差数列必过(1,的一条直线,1)而等比数列它表示指数函数含有元素(1,1)。
,由于首项为1,即首项为1,公比为q,
,所以它的图像是,故,
图像向右平移一个单位得到,必过(1,1),所以此集合中必定
二、构建函数,揭示数列r