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二、通项公式

数列的概念与等差等比数列 · 高一
讲清楚它是什么

定义 数列 $\{a_n\}$ 中,项 $a_n$ 与序号 $n$ 之间的函数关系式 $a_n=f(n)$ 称为通项公式。

从哪来 本节为高一数学数列章节的起点,无前置知识点,直接基于初中“函数”概念及“数列”定义构建。

为什么 数列本质上是定义域为正整数集(或其有限子集)的函数。通项公式揭示了项与位置之间的确定性映射关系,使得无需逐项计算即可直接求出任意一项,体现了从“离散列举”到“连续解析”的数学抽象思维。

讲法
适合逻辑推理型学生 采用“函数视角”切入。强调 $a_n$ 就是 $f(n)$,$n$ 是自变量,$a_n$ 是因变量。通过对比 $f(x)=2x+1$ 与 $a_n=2n+1$,指出数列只是函数在整数点上的取值。让学生理解通项公式就是“数列的函数解析式”,利用函数求值的方法(代入法)直接求项。
讲法
适合直观形象型学生 采用“找规律/填表”切入。给出前几项 $a_1, a_2, a_3...$,引导学生观察 $n$ 与 $a_n$ 的对应关系。例如 $a_n = n^2$,列出表格:$n=1, a_1=1$; $n=2, a_2=4$。让学生发现 $a_n$ 是 $n$ 的平方,从而归纳出公式。强调“位置决定数值”,公式就是那个“决定规则”。
讲法
适合应用导向型学生 采用“编程/算法”视角切入。将数列看作一个数组,$n$ 是索引(下标),$a_n$ 是值。通项公式就是根据索引直接计算值的算法(如 $a_n = 3n-2$)。对比“循环累加”(递推)与“直接计算”(通项),说明通项公式的优势是 $O(1)$ 时间复杂度,能瞬间得到第 10000 项的值,而递推需要算 10000 次。
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基础题
已知数列 $\{a_n\}$ 的通项公式为 $a_n = 2n - 1$,求 $a_1, a_5, a_{10}$。
变式
已知数列 $\{a_n\}$ 的通项公式为 $a_n = (-1)^n \cdot n$,写出该数列的前 4 项,并判断 $a_{100}$ 的符号。
试试手自己判
检测题
数列 $\{a_n\}$ 的通项公式为 $a_n = \frac{1}{n(n+1)}$,求 $a_3$ 的值,并说明该数列是递增还是递减。
看答案和判分标准
答案:$a_3 = \frac{1}{3 \times 4} = \frac{1}{12}$;递减。
判对标准:
1. 正确计算 $a_3 = \frac{1}{12}$(得 1 分);
2. 正确判断为递减数列(得 1 分);
3. 若仅给出答案无过程,但答案正确,给 1 分;若判断错误,不得分。
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