对近期做的几道题的点评
今天稍微有些空闲,于是来回做一下高中题来找自信了[doge]由于评论区空白太小写不下,所以以下几题作为在答区给出的解法后的拓展

例(1):

【24例60】黄冈市2024届高三九月调考11节选,数列易错题
后面经过细心的网友发现,原题存在歧义,这里对条件多加一个限制才严谨:
由于视频中写了详细过程,这里就点下思路即可
给条件的n换为n+1,然后两式相减利用消去Sn
(这是条件中同时含有an和Sn时的常规思路了)
快进到
于是是首项为19,公差为-2的等差数列
则
答区已经给出了简洁的写法(也就是直接判断bn的正负),这多作一个拓展
ps:不是为了复杂化解决上面的问题,而是同一题可以有不同的提问,遇到相同类似的题可以进行拓展
就是对于这种连续等差的乘积项,其求和式也是初等的,给出以下几个模型以及证明
模型一:连续等差项相乘型
记为等差数列,
则有:
整理得:
那么这个新数列cn就可以用裂项相消了。观察其形式可知,其比bn少了个an,比b(n+1)少了个a(n+k+1),因此对于这种等差连乘型的数列求和,关键步骤就是往最左/最右各多找一项,然后构造裂项即可
回到该题,
令
则有:
于是
两边求和得:
附上一道练习题:

第二问答案:(4n³+6n²-n)/3
再进一步拓展,如果是多项式型数列的求和,其有一般方法,可自行搜索"自然数等幂和问题"

模型二:连续等差项相乘取倒数型
记为等差数列,
则
整理得:
那么这个新数列cn就可以用裂项相消了。观察其形式可知,其分母比bn多了个a(n+k+1);其分母b(n+1)少了个an,因此对于这种等差连乘取倒数型的数列求和,关键步骤就是往最左/最右各多去一项,然后构造裂项即可
例子:求的前n项和
令,则有:
整理得:
求和得:
例子的话去年的一张金太阳模拟(摸底考)卷考到了,但是不太记得线索所以没搜到就不贴了,总之这裂项在试卷上考到过。还有一道题是结合“莱布尼兹三角形”来考的,那张试卷估计早就扔了[doge]
在此基础上,我又回忆起有一道高考题就用到了这种裂项

相当于是对巴塞尔问题上确界π²/6的估计。放缩这一步就又是重点了,由于篇幅原因就先不作讲解了,先当练习~

还有一道是三角函数的小题~

这题up主是用局部图(也就是直接用f(x)的图)来做的,还用了求导,未免显得麻烦了些,因此这里给出更常用的换元法来做
令,则需函数
在
上单调
ps:这是由于复合函数单调性的"同增异减",内层函数
在
时单增,因此外层函数
需在
上单调
因此下面画出的图像进行讨论:

作出直观的图后,就可以以一种"动态思想"去分析问题了
当由0开始增大时,区间左端点
由
开始向左运动;
而区间右端点由
开始向右运动;
因此这就在区间里面,那么只能是
这个递增区间了
于是有
即的取值范围为:

好了,加大一下难度,那么这道题我把题干区间改为单调,那么该怎么做呢?
方法是一样的,依旧是换元
令,则需函数
在
上单调

当由0开始增大时,区间左端点
由
开始向右运动;
而区间右端点由
开始向右运动;
这里就跟上一题有些区间,也是增加了难度的地方:上一题中两端点是异向运动的(一个向左移另一个向右移);而这一题两端点是同向运动的(这里两个端点都向右移,且右端点移动幅度更大,这是由于)
因此这里就会出现多种情况需要分类讨论,如:
区间:

区间:

区间:

以此类推,需要进行多轮的讨论
而情况不是无数的,因为两端点在向右运动的过程中,由于起点均为,而右端点运动速度始终比左端点运动速度大(即
),因此区间长度也在增大,当
充分大时,区间长度>半个周期(即
),那么随后这个区间就无法再含于任何一个单调区间
也即上面方框框住的这个式子是其中一个必要条件

当然这个也可以不需要解,后面的分类解不等式时会包含于此,下面的步骤才是关键的:
通过前面的数形结合分析知,第一种情况是,那么这时就需要满足:
第二种情况是,那么这时就需要满足:
...以此类推,我们发现解不等式的步骤是一样的,因此我们可以先概括单调区间的一般形式:
ps:至于k取负整数的情况就无需考虑了,因为两端点都是由
开始向右运动,因此在区间
左边的区间就到不了无需考虑了
当时,分别需满足:
也即取特定的k(让区间属于其中一个单调区间)时对应的ω的取值范围
要保证区间非空,则需
该范围内的自然数解有:0,1,2,3,...,9
于是分别讨论(将此时的k代入上面标蓝的那个区间中),最后再并起来,即有:
(1)当k=0时,;
(2)当k=1时,;
....
(10)当k=9时,;
综上,ω的取值范围为:
这题出的情况有些多哈哈,怪出题时没有"题德"(具体可以修改题目让原区间间隔宽些,讨论的次数就会少些),但掌握思路是必须的。
然后这里有必要给大家一些小提醒,就是上面篇幅较长,主观上会让人觉得没有想看下去的欲望(bushi),而实际上的书写过程就几行而已。另一方面而言,这是对分析的详细分析,带读者一步步进行梳理,我觉得既然是讲题,那么我认为把思路一步步讲清楚是前提,在此前提下再进行高度浓缩,因此“言简意赅”并不是很容易达到的程度

附上一道思考题:

这是以前一位网友问的一道难题,跟此类题相关所以拿出来分享了
结合上面的思路,这里就只给出关键步骤了:
令,则需
在
上有3个零点
则
(即包含)
ps:这里要留意不等号能否带等的问题,要使得区间严格包含相邻的3个零点(不少也不多)
解得:
要让其解集非空(即二者有交集),则需:
此范围内的自然数解有:k=1,2
当k=1时,解集为:;
当k=2时,解集为:
综上,ω的取值范围为:
故选C
这是在三角函数小题里比较难的一道题了,但如果严格按上面的分析流程走,每一步都认真完成也能完美地做出来。我认为这类题分析的关键在于画出整体图后对区间端点的讨论(要以动态思想去分析区间的变化(端点左移还是右移))
正如数学家华罗庚所言:"数缺形时少直观,形少数时难入微,数形结合百般好,隔离分家万事休。"