例 若數列x,a1,a2,y成等差數列,x,b1,b2,b3,y成等比數列,則的取值范圍是 .
錯解: 由題意得a1+a2=x+y,b1b3=xy,所以==2++.因為x,b1,b2,b3,y成等比數列,所以x,y≠0.當x,y同號時,+≥2;當x,y異號時,+≤
-2.所以≥4或≤0,即的取值范圍是(-∞,0]∪[4,+∞).
錯因分析:已知x,b1,b2,b3,y成等比數列,設公比為q(q≠0),則b1=xq,b2=xq2,b3=xq3,y=xq4.由于q可為正也可為負,所以該等比數列相鄰兩項的正負可能相反也可能相同,而間隔兩項的正負卻總是保持一致.也就是說,若等比數例{an}的公比為q,則=q2,=q2,即“在等比數列中,奇數項同號,偶數項同號”.所以由x,b1,b2,b3,y成等比數列可判斷x,y同號.
正解: 由題意得a1+a2=x+y,b1b3=xy,所以==2++.由x,b1,b2,b3,y成等比數列可知x,y同號,所以+≥2,故的取值范圍是[4,+∞).
在以上例題中,由于錯解忽視了“在等比數列中,奇數項同號,偶數項同號”的性質,導致了解題范圍的擴大.那么,數列問題中還會有哪些常見的隱含條件呢?
1. 關于數列項數的隱含條件
解決數列問題應關注項數n的取值范圍.在數列單調性問題、錯位相減求數列前n項和問題、累加或累乘求數列通項公式等問題中,常有多個關系式涉及項數n的取值范圍,我們應在n原有取值范圍的基礎上,綜合各式中項數n的取值范圍進行考慮.一般來說,n的取值范圍應為各式中項數n的取值范圍的交集.比如,已知數列{an}的前n項和Sn=-an-n-1+2 (n≥1,n∈N*)(①),用錯位相減法求{an}的通項公式:當n=1時,由S1=-a1-1+2=a1得出a1=;當n≥2時,Sn-1=-an-1-n-2+2 (②),由①-②可得Sn-Sn-1=an=-an+an-1+n-1 (③). 這里應注意③式中n的取值范圍是①②兩式中n的取值范圍的交集n≥2,n∈N*.
2. 數列的概念、公式和性質中包含的隱含條件
(1) 用an=Sn-Sn-1求數列的通項公式時,要注意該式成立的條件是n≥2,切記討論當n=1時a1=S1的情況.
(2) 用等比數列求和公式時,若公比q不為定值,則需判斷q是否為1;……