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摘 要:求和问题一直都是高中数学中的一类题目,本文中我们来探究一类求和问题的解题思路。
关键词:高中数学;求和;探究
问题1 已知[f(x)=x2-53x+196+x2-53x+196],则求[f(1)+f(2)+…+f(50)]。
分析:①.由题目可以看出,此题最直接的方式就是将[x=1,2,…,50]一一带进[f(x)]把[f(1)]、[f(2)]、……、[f(50)]一个个求出来,然后相加得到结果,此种解法理论可行,但实际不可取,必须换一种思路。
②.根据题目的已知条件只有[f(x)]的表达式,所以此题必从[f(x)]的表达式入手,观察[f(x)]发现此表达式的特点,我们可令[x2-53x+196=M],则有[f(x)=0M≤02(x2-53x+196)M>0],当[M=(x-4)(x-49)≤0]时,即[4≤x≤49]时[f(x)=0];当[M=(x-4)(x-49)>0]时,即将[x=1,2,3,50]分别带入[2(x2-53x+196)]得到的值之和便是所求之值。即本题等价于求[f(1)]、[f(2)]、[f(3)]、[f(50)]之和。
解:由题可知,令[x2-53x+196=M],则有[f(x)=0M≤02(x2-53x+196)M>0]
∴当[M=(x-4)(x-49)≤0]即[4≤x≤49]时,[f(x)=0]
当[M=(x-4)(x-49)>0]即[x=1,2,3,50]时,分别有[f(1)]、[f(2)]、[f(3)]、[f(50)]。
∴[f(1)+f(2)+…+f(50)]=[f(1)+f(2)+f(3)+f(50)]
=[2×3×48]+[2×2×47]+[2×1×46]+[2×1×46] =[660]
根据G.波利亚的《怎样解题》表我们发现要解决此类题目,将数字直接带入求解,理论可行实际操作不行,而已知条件又特别少,要解决此类题目必从已知入手,所给函数式的特点与性质成了我们解决此题的入手点。
问题2 已知数列[an]满足[a1=a2=a3=1],且[an+3=an+2] [+an+1+an],[n∈N*],又有[a28=6090307],[a29=11201821]和 [a30=20603361], 求出[k=128ak]被1000整除后的余数。
分析:由题目可知,在本题中要想求出[k=128ak]被1000整除后的余数,首先得找出[k=128ak]。①.然而,由题目可以知道数列[an]既不是标准的等差数列也不是标准的等比数列,在题目所给定的条件下要想找出[k=128ak],不能直接运用求和公式,也不可能是将[a1]、[a2]、……、[a28]依次找出来再相加求和(因为从已知中[a28]、[a29]、[a30]的值可以看出数字很大很复杂),这不可行。
②.我们想到在数列求和中“与和差有关,常用叠加或是倒序相加;与积商有关,常用迭乘或是错项相减”。于是本题我们尝试用叠加或是倒序相加的方法,则有[a4=a3+a2+a1a5=a4+a3+a2a6=a5+a4+a3??a30=a29+a28+a27],我们发现将此组等式等号左右两边同时相加得到等式[s30-(a1+a2+a3)=[s29-(a1+a2)]+(s28-a1)+s27],再由[a1=a2=a3][=1][a28=6090307],[a29=11201821],[a30=20603361]这些已知条件我们考虑最好能将[s28]化为与[a28]、[a29]、[a30]相关的式子,我们可以得到
[s30-3=s29-2+s28-1+s27]
即[s28+a29+a30=s28+a29+s28+s28-a28]即[s28=12(a28+a30)],此时很容易将[s28]求出来。
接着要找[k=128ak]被1000整除后的余数即[s28]的后三位数,此时有两种方法:法一:直接算;法二:将[a28]、[a30]的后4位数相加除以2可得,即[+030733613668]再除以2有[2834],由于任何数除2后要么余1要么余0,因此3下面无论怎样都应余1,此时16除2应商8,可得834.
解:∵[a1=a2=a3=1]且[a28]、[a29]、[a30]的值已知
∴由题可得[a4=a3+a2+a1a5=a4+a3+a2a6=a5+a4+a3??a30=a29+a28+a27],将等号两边同时相加可得[s30-3=s29-2+s28-1+s27]
即[s28+a29+a30=s28+a29+s28+s28-a28]
即[s28=12(a28+a30)]
又∵[a28=6090307],[a30=20603361]
∴要找[k=128ak]被1000整除后的余数即[s28]的后三位数,将[a28]、[a30]的后4位数相加除以2可得,由任何数除2后要么余1要么余0可得最终为834.
∴[k=128ak]被1000整除后的余数为834.
要解决本题关键是求出[k=128ak],对于此类题目关键是要记住在数列求和中“与和差有关,常用叠加或是倒序相加;与积商有关,常用迭乘或是错项相减”,这是解决这类题目的总原则。
以上两个题目,乍一看是两个完全不同类型的题目,仔细一看就会发现它们都是已知条件很少,都要求一系列数字的和。我们可以发现这类题目如果直接带入数字来求解,理论可行实际不易操作,必须将我们的“目标”和“已知”连结 ,从已知特点或是性质入手才能解决。
参考文献:
[1]屈成功,李芙蓉.浅探一类题目的解法[J].中学教学参考,2013,05:38.
[2]田宝运,刘瑞杰.高考数列求和题型归类解析[J].数学教学通讯,2004,SC:91-93.
[3]白晓洁.新课标下高中数学数列问题的研究[D].河南师范大学,2013.
作者简介:
何娇,女,西华师范大学数学与信息学院研究生二年级,课程与教学论(数学教育)。
关键词:高中数学;求和;探究
问题1 已知[f(x)=x2-53x+196+x2-53x+196],则求[f(1)+f(2)+…+f(50)]。
分析:①.由题目可以看出,此题最直接的方式就是将[x=1,2,…,50]一一带进[f(x)]把[f(1)]、[f(2)]、……、[f(50)]一个个求出来,然后相加得到结果,此种解法理论可行,但实际不可取,必须换一种思路。
②.根据题目的已知条件只有[f(x)]的表达式,所以此题必从[f(x)]的表达式入手,观察[f(x)]发现此表达式的特点,我们可令[x2-53x+196=M],则有[f(x)=0M≤02(x2-53x+196)M>0],当[M=(x-4)(x-49)≤0]时,即[4≤x≤49]时[f(x)=0];当[M=(x-4)(x-49)>0]时,即将[x=1,2,3,50]分别带入[2(x2-53x+196)]得到的值之和便是所求之值。即本题等价于求[f(1)]、[f(2)]、[f(3)]、[f(50)]之和。
解:由题可知,令[x2-53x+196=M],则有[f(x)=0M≤02(x2-53x+196)M>0]
∴当[M=(x-4)(x-49)≤0]即[4≤x≤49]时,[f(x)=0]
当[M=(x-4)(x-49)>0]即[x=1,2,3,50]时,分别有[f(1)]、[f(2)]、[f(3)]、[f(50)]。
∴[f(1)+f(2)+…+f(50)]=[f(1)+f(2)+f(3)+f(50)]
=[2×3×48]+[2×2×47]+[2×1×46]+[2×1×46] =[660]
根据G.波利亚的《怎样解题》表我们发现要解决此类题目,将数字直接带入求解,理论可行实际操作不行,而已知条件又特别少,要解决此类题目必从已知入手,所给函数式的特点与性质成了我们解决此题的入手点。
问题2 已知数列[an]满足[a1=a2=a3=1],且[an+3=an+2] [+an+1+an],[n∈N*],又有[a28=6090307],[a29=11201821]和 [a30=20603361], 求出[k=128ak]被1000整除后的余数。
分析:由题目可知,在本题中要想求出[k=128ak]被1000整除后的余数,首先得找出[k=128ak]。①.然而,由题目可以知道数列[an]既不是标准的等差数列也不是标准的等比数列,在题目所给定的条件下要想找出[k=128ak],不能直接运用求和公式,也不可能是将[a1]、[a2]、……、[a28]依次找出来再相加求和(因为从已知中[a28]、[a29]、[a30]的值可以看出数字很大很复杂),这不可行。
②.我们想到在数列求和中“与和差有关,常用叠加或是倒序相加;与积商有关,常用迭乘或是错项相减”。于是本题我们尝试用叠加或是倒序相加的方法,则有[a4=a3+a2+a1a5=a4+a3+a2a6=a5+a4+a3??a30=a29+a28+a27],我们发现将此组等式等号左右两边同时相加得到等式[s30-(a1+a2+a3)=[s29-(a1+a2)]+(s28-a1)+s27],再由[a1=a2=a3][=1][a28=6090307],[a29=11201821],[a30=20603361]这些已知条件我们考虑最好能将[s28]化为与[a28]、[a29]、[a30]相关的式子,我们可以得到
[s30-3=s29-2+s28-1+s27]
即[s28+a29+a30=s28+a29+s28+s28-a28]即[s28=12(a28+a30)],此时很容易将[s28]求出来。
接着要找[k=128ak]被1000整除后的余数即[s28]的后三位数,此时有两种方法:法一:直接算;法二:将[a28]、[a30]的后4位数相加除以2可得,即[+030733613668]再除以2有[2834],由于任何数除2后要么余1要么余0,因此3下面无论怎样都应余1,此时16除2应商8,可得834.
解:∵[a1=a2=a3=1]且[a28]、[a29]、[a30]的值已知
∴由题可得[a4=a3+a2+a1a5=a4+a3+a2a6=a5+a4+a3??a30=a29+a28+a27],将等号两边同时相加可得[s30-3=s29-2+s28-1+s27]
即[s28+a29+a30=s28+a29+s28+s28-a28]
即[s28=12(a28+a30)]
又∵[a28=6090307],[a30=20603361]
∴要找[k=128ak]被1000整除后的余数即[s28]的后三位数,将[a28]、[a30]的后4位数相加除以2可得,由任何数除2后要么余1要么余0可得最终为834.
∴[k=128ak]被1000整除后的余数为834.
要解决本题关键是求出[k=128ak],对于此类题目关键是要记住在数列求和中“与和差有关,常用叠加或是倒序相加;与积商有关,常用迭乘或是错项相减”,这是解决这类题目的总原则。
以上两个题目,乍一看是两个完全不同类型的题目,仔细一看就会发现它们都是已知条件很少,都要求一系列数字的和。我们可以发现这类题目如果直接带入数字来求解,理论可行实际不易操作,必须将我们的“目标”和“已知”连结 ,从已知特点或是性质入手才能解决。
参考文献:
[1]屈成功,李芙蓉.浅探一类题目的解法[J].中学教学参考,2013,05:38.
[2]田宝运,刘瑞杰.高考数列求和题型归类解析[J].数学教学通讯,2004,SC:91-93.
[3]白晓洁.新课标下高中数学数列问题的研究[D].河南师范大学,2013.
作者简介:
何娇,女,西华师范大学数学与信息学院研究生二年级,课程与教学论(数学教育)。