安徽省太湖中学(246400) 罗华根
记得《非诚勿扰》里开始有这样一个画外音:世界上无处不存在分歧、矛盾,当这些分歧、矛盾不能得到妥善处理的时候,世界就不太平了,人与人之间的口角、斗殴,国与国之间的离间、战争便开始了. 其实数列也是如此,数列里也有许许多多的矛盾需要去分类处理.本文就分类讨论思想在数列中的应用做了一些整理,供大家参考.
1、等比数列的公比引起分类讨论
例1设等比数列的公比为,前n项和.
(1)求的取值范围;
(2)设,记的前n项和为,试比较与的大小.
解析:(1)因为是等比数列,可得。
当
上式等价于不等式组: ①或②
解①式得;解②,由于n可为奇数、可为偶数,得.
综上,的取值范围是。
(2)由得
于是又∵>0且-1<<0或>0,所以当或时, ,即;当且非诚勿扰11号≠0时,,即;当或=2时,,即.
点评:本题在比较与的大小时,用作差比较法,由于第一问的范围直接对差的符号有影响,所以依旧需要根据公比的大小进行分类讨论.
例2数列的前项和为,已知,求数列的通项公式.
解析:当时,.
当时,,并且,当时,.
点评:本题利用公式“”处理,但忽视了条件“”。一般地有
,此公式体现了与之间的关系,是数列问题的一条主线,要切实把握其中的分类讨论.公式中隐含着限制条件,所以当符合的表达式时可合并为一个式子;当不符合的表达式时,就要分段来表示.
3、等差数列的公差引起分类讨论
例3设等差数列中的每一项都不为0. 证明:对任何,都有.
解析:设数列的公差为.
若,则所以左边=右边, 等式成立.
若,则=
====.
综上, 对任何,都有.
点评:本题是利用裂项相消求和法. 在运用裂项公式时,未知量公差在分母中,此时需要,因此要分和两类讨论.
4、数列的奇偶项引起分类讨论
例4已知数列的前项和满足求数列的通项公式.
解析:先考虑偶数项有:
………
同理考虑奇数项有:
………
综上可得,
点评:本题在应用递推公式时要注意左边的脚码,如果对项数不分奇偶数讨论,叠加会很麻烦,甚至无法求和,所以分奇、偶数讨论是必须的.本例在求数列通项公式时,因为递推公式中的符号影响导致对项数的分类.
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