学会裂项 求和无忧
作者: 张红曼
[摘 要]文章以2022年一道数列求和高考题为引,结合几道典型例题,分析探讨裂项相消法的主要类型及应用,以拓宽学生的思维路径。
[关键词]数列求和;高考题;裂项相消法
[中图分类号] G633.6 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058(2024)32-0021-03
数列求和历来是高考的必考题型,尤其是对裂项相消法的考查更为频繁。下面以2022年新高考Ⅰ卷第17题为引,结合几道典型例题,探究裂项相消法的主要类型及应用,以拓宽学生的思维路径。
一、高考试题
本题作为数列问题典型考题,聚焦了两大考查重点:数列通项和数列求和。本文暂不讨论数列通项,仅探究如何运用裂项相消法进行数列求和。
二、裂项相消法的原理
裂项相消法的作用在于通过把一个数列的每一项分解,然后重新组合,使之能消去一些项,最终化简求和。
裂项相消法的基本步骤见图1。
裂项原则:一般是前边裂几项,后边就裂几项,直到发现被消去项的规律为止。
消项规律:消项后前边剩几项,后边就剩几项;前边剩第几项,后边就剩倒数第几项。
在应用裂项相消法时需注意,抵消后不一定只剩第一项和最后一项,也可能前面剩两项,后面剩两项,还需注意有时要调整前面的系数,使裂项前后等式两边保持相等。
三、裂项相消法的运用类型
(一)等差型
出现在中档题中,如上文提到的高考题就是属于这种类型。那么等差型裂项求和应如何求解呢?以下结合例题进行分析。
评注:从以上两道例题可以观察到,等差型裂项求和的解题方法有一定的规律可循,但教学中仍须提醒学生:具体问题具体分析,合理配凑,才会有所收获。
(二)根式型
评注:根式型裂项求和题在高考中属于基础题,其解答难度在于“裂项”。教学中教师应引导学生总结归纳,积累方法,以灵活运用“裂项”技巧。
(三)指数型
若问题中将数列裂项求和与指数运算相结合,则会使“裂项”难度陡增。
评注:从以上两道例题可以看出,“裂项”中加入指数运算,题目难度直线上升,当通项中出现[(-1)n+1]时,往往将通项分裂成[(-1)n+1]乘以两项之和,然后借助[(-1)n+1]得到一正一负的项,相互抵消;当通项中出现[an],应将通项分裂成含有指数的两项之差,而这两项刚好是某数列的连续两项。
总之,数列问题中裂项相消法的考查方式灵活多样,教学中应引导学生深入理解其基本原理和应用技巧。教师应通过分析不同题型的特点,帮助学生掌握裂项相消法的关键点——裂项,让学生通过多练习,感悟方法,并积累裂项相消法的经验,以使学生获得更深层次的理解和提升。