用函数性质解数列问题的错误一例

张长雁
数列是按一定次序排列的一列数.在函数意义之下,数列是定义域为正整数集合N*(或它的有限子集{1,2,3,…,n})的函数f(n)当自变量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(3),…,f(11),…,通常用a-n代替f(n),简记{a-n},其中a-n是数
列{an}的第n项.这样,我们可以通过函数的性质类推数列的某些特性,但是,反过来,由已知数列的某些特性去确定参数的取值范围时,我们习惯地运用函数的性质去解决,从而导致了一些不易察觉的错误.下面就本人在教学过程中,师生讨论的一例情况展示如下:
问题:已知数列{an}为递增数列,且对于一切的正整数n,都有an=n2+λn恒成立,求λ的取值范围.
教师:如何理解数列{an}为递增数列?
学生:对于一切的正整数n,都有an.
教师:那么,本题怎么解?先独立思考几分钟,再推算,如果实在想不出解决的办法,再相互讨论.
(经过2分钟后,有人举手发言)
学生甲:由an得到λ+2n+1>0后,不知如何做了?
学生乙:由an得到λ>-(2n+1)后,不知如何做了?
教师:你如何想到做移项的转化呢?
学生:因为要求解λ的范围.
教师:解出不等式λ>-(2n+1)是一步关键的转化,但由题意知是否成立?
学生乙:对于一切的正整数n,不等式λ>-(2n+1)应恒成立.
教师:那么必须λ大于多少?
学生乙:啊!只需λ大于-(2n+1)的最大值就可以,是λ>-3.
教师:还有不同的意见吗?
学生丙:我的解法与刚才的同学的不同!
教师:请你板演一下.
学生丙的解答如下:
解:因为an=n2+λn=(n+λ2)2-λ24,由二次函数的图像知道,当图像开口向上时,an在n∈(-λ2,+∞)时递增,所以要使数列{an}在n∈N*时为递增数列,必须对称轴n=-λ2≤1,即λ≥-2.
教师:同学们判断一下,到底哪一种的解答正确呢?
(学生议论纷纷,无法确定,教师启发)
教师:能否用排除法?不妨取λ=-2.5试一试数列{an}是否递增?
学生板演:an=n2-2.5n=(n-1.25)2


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