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高中数学:北京高考压轴数列题 你会吗?

时间:2021-12-02 22:01:04

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高中数学:北京高考压轴数列题 你会吗?

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今天,我们一起来看一道数列题,题目如下:

这是 年北京高考理科卷的压轴题,题目中没有考查等差数列和等比数列等我们熟悉的东西,而是新定义了一个概念,这种题型一般没有固定套路,唯一的套路就是仔细读题,理解清楚题目的意思,并按照题目的意思,将题目转化成我们学过的东西,下面我们一起来做一下:

第一小题很简单,按照题目的定义,数列的递增子列就是从左到右找出递增的元素组成一个新的数列,我们随便找一个,满足两个条件就行:

子列元素是从左到右找的。子列是单调递增的。1,3,5,9

第一小题一方面是为了防止大家一分都得不了,另一方面就是加深我们理解递增子列的含义。

第二小题其实也很简单: 比较两个不同长度子列末项最小值,那么肯定是越长的越大,因为长的递增子列中肯定能找一个短的递增子列。证明如下:

第三小题:题目很长,多读几遍题目,理解清楚题目的意思。如果没有很整体思路我们可以列出来前几项:

当 S = 1 时,子列的长度为 1 ,末项最小值为 1 ,这样的子列有 1 个,很明显原数列中包含一个 1 就满足题意了。

当 S = 2 时,子列的长度为 2 ,末项最小值为 3 ,这样的子列有 2 个。2 个元素的递增子列末项最小值为 3 ,说明如果有元素 2 的话,2 肯定排在 1 的前面,因为只有这样末项最小值才不会为 2 ,而这样的子列有 2 个,说明有元素 2 ,所以 1、2、3 这三个元素的排列顺序是 2 1 3(递增子列为 1 3 和 2 3 )。

当 S = 3 时,子列的长度为 3 ,末项最小值为 5 ,这样的子列有 4 个。3 个元素的递增子列末项最小值为 5 ,说明如果有元素 4 的话,4 肯定排在 3 的前面,因为这样末项最小值才不会为 4 ,而这样的子列有 4 个,说明有元素 4 ,所以 1、2、3、4、5 这三个元素的排列顺序是 2 1 4 3 5(递增子列为 2 4 5 、2 3 5、1 4 5、1 3 5 )。

其实算到这我们就能看出端倪了,我们可以再往下写两项 :

S = 4 时,1 2 3 4 5 6 7 的排列顺序是 2 1 4 3 6 5 7,

S = 5 时,1 2 3 4 5 6 7 8 9 的排列顺序是 2 1 4 3 6 5 8 7 9,

所以原数列为 2 1 4 3 6 5 8 7 10 9……

接下来我们来证明一下我们归纳出来的数列满足条件:

我们将数列分为两两一组 (2 1) (4 3) (6 5) (8 7) (10 9)……,后一组中的元素总是大于前一组的元素,而同一组中的元素是递减的,所以长度为 S 的子列末项最小值应该在第 S 组,因为每组之间最多取一个,而第 S 组的最小值为 2S - 1。而这样数列有 2^(S-1) 个,因为前 S - 1每组随机选一个,一共有 2^(S-1) 种选择:

接下来,我们写出通项公式,首先这个数列是在 bn = n 的基础上变换过来的,所以我们将an 其表示为 bn 加减 1 的形式:

小结

这道数列题既没有考察等比数列、等差数列,也没有考察前 n 项和放缩的概念,而是重新定义了一个递增子列的概念,然后围绕这个概念提出了几个问题。

这类题没有固定的套路,做这种题就是要认真读题,快速理解题目的意思和涉及到的新定义的含义,然后将其转化为我们学过的知识,肯定不会超出我们学习范围:

当题目的问题不太好理解时,先列出前几项来,通过列出前几项来理解题目的意思,帮助我们找到解题的思路。有时候还能直接归纳出我们要的结论(本题就是),然后我们再证明就行了。数学的题型是没有明显的界限的,例如三角函数题可以变换成数列题,函数题也可以变换成数列题,数列题也能变成函数题等等,这些在高考题中都是很常见的,这道数列题就有点排列组合的意思。所以我们不能陷入某些固定思维,要学会举一反三。想了解更多精彩内容,快来关注默契小甜瓜

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