函数思想在数列中的应用举例

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  摘   要:在数列教学中渗透函数思想对于教学和实际生活应用意义重大,对函数思想在数列中的应用进行举例,方便学生加深对数列的理解和认识。
  关键词:数列;函数思想;相互关系
  数列是按一定次序排列的一列数,在函数意义下,数列是定义域为自然数集N(或它的有限子集{1, 2…, n})的函数f(n),當自变量n从1开始依次取自然数时,所对应的一列函数值f(1), f(2),…,f(n)通常用an代替f(n)。于是数列的一般形式如a1, a2…,an,简记为{an}。其中an是数列{an}的第n项,也叫通项。因此数列是一种特殊的函数,我们经常求的数列的通项公式实际上即求数列{an}的第n项与项数n之间的函数关系式。
  1    函数思想在等差数列中的应用
  在等差数列中,已知任意两项,就可确定任何一项,例如已知a3=5,a5=9,求a10,最常用的方法就是解方程组,求出a1和d。这是因为等差数列的通项公式an=a1+(n-1)d=dn+(a1-d)是关于n的一个不超过一次的函数。当d≠0时,an是关于n的一次函数,而一次函数,只需两个系数就可以确定,当d=0时,an=a1,an是关于n的一个常函数。另一方面,如果an=cn+d,则{an}一定是等差数列,因此等差数列是一系列分布在一条直线上的离散的点。等差数列的前n项和Sn=na1+=n,当d≠0时,此式可看作二次项系数为,常数项为0的二次函数,其图像为抛物线y=上离散的点,因此,由二次函数的性质可以求出Sn最大值(或最小值)。
  2    函数思想在等比数列中的应用
  等比数列的通项公式是an =aqn-1,由于它可以变形为,而中各项所表示的点离散地分布在第一象限或第四象限,当q>0时,这些点在曲线上,(即y=cqx,这里为不等于0的常数)。等比数列的前n项和,当q>0且q≠1时,{Sn}所表示的点在曲线y=b-bqn(这里为不等于0的常数)上,具有类似指数函数式的结构特征,很快能够得出:若一个数列{an}的前n项和Sn=b(1-qn),则{an}一定为等比数列。
  3    函数思想在求数列最大、最小项中的应用
  在数列{an}中,不等式an>an+1的解集是使数列{an}单调递减的n的取值范围,不等式an≥an-1的解集是使数列{an}单调递增的n的取值范围,因此an≥an+1且an≥an-1的解集是使an取最大值时n的值,因此,求数列的最大项或最小项通常利用函数单调性去求解。例3:已知数列{an}的通项公式,求此数列的最值。
  4    函数思想在数列间相互关系中的体现
  在研究某些数列的相互关系时,也经常用到函数的观点,尤其是将非等差、等比数列转化为等差、等比数列。
  5    结语
  函数思想在数列中有着广泛的应用,在平常教学中不断渗透函数思想,不仅使学生对数列本质有深刻的认识,也能进一步加深对函数的理解。
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