SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT HẬU LỘC 3
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
MỘT SỐ KỸ NĂNG CƠ BẢN TÌM CÔNG THỨC TỔNG
QUÁT CỦA DÃY SỐ TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI
MÔN TOÁN LỚP 11- THPT
Người thực hiện: Phạm Công Dũng
Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn
SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Toán
THANH HOÁ NĂM 2019
2
MỤC LỤC
Mục lục
1.Mở đầu ……………………………………………………………….............................................
1.1 Lý do chọn đề tài ……………………………………………………………...…………
1.2 Mục đích nghiên cứu ………………………………………………………….………
1.3 Đối tượng nghiên cứu ………………………….………………………….……..……
1.4 Phương pháp nghiên cứu …………..…………………………………….……..……
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm …………………………………………..………..…
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm ……….…………..…………..……
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm ……..….
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề …………………………..…
2.3.1 Kỹ năng cộng dồn vế các số hạng của dãy ………………..……………
2.3.2 Kỹ năng sử dụng dãy số phụ. ………………………………………..…………
2.3.3. Kỹ năng sử dụng Quy nạp. ………………………………………………….…
2.3.4. Kỹ năng sử dụng phép thế lượng giác. ……………………..……………
2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục,
với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường …………………………………………...…
3. Kết luận, kiến nghị ……………………………………………………………………….….
3.1 Kết luận …………………………………………………………………………………...
3.2 Kiến nghị …………………………………………………………………………………..
Tài liệu tham khảo ………………………………………………………………………………
Danh mục các đề tài sáng kiến kinh nghiệm đã được hội đồng đánh giá
xếp loại cấp phòng GD & ĐT, cấp Sở GD & ĐT và cấp cao hơn xếp loại
từ C trở lên …………………………………………………………………………………………
Trang
1
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
5
14
16
19
20
20
20
21
21
1
1.Mở đầu
1.1 Lý do chọn đề tài.
Ông cha ta đã đúc kết: “Hiền tài là nguyên khí của quốc gia”. Bồi dưỡng học
sinh giỏi là bước đi đầu tiên để đào tạo nhân tài cho đất nước, là nhiệm vụ quan
trọng của mỗi nhà trường. Do đó hằng năm mỗi nhà trường đều có đội ngũ thầy
cô giáo tham gia làm công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, chất lượng mũi nhọn của
mỗi nhà trường là tiêu chí quan trọng trong công tác thi đua giữa các trường
THPT trên địa bàn tỉnh Thanh Hóa.
Đối học sinh giỏi nói chung và học sinh giỏi môn toán nói riêng thì cần
người học sinh phải có tố chất, tư duy lôgic và sáng tạo, có những kỹ năng cần
thiết để xử lý những vấn đề về toán học . Hiện nay công tác bồi dưỡng học sinh
giỏi cũng được nhà trường hết sức quan tâm. Trong quá trình bồi dưỡng học sinh
giỏi tại trường, gặp không ít khó khăn, đó là chất lượng đầu vào thấp, tỷ lệ học
sinh đạt giải môn toán ở cấp hai hầu như không có. Trong kỳ thi học sinh giỏi
lớp 11 của tỉnh Thanh Hóa cũng như các tỉnh khác có sự xuất hiện của bài toán
dãy số với bài toán tìm số hạng tổng quát của dãy số, khiến cho học sinh lúng
túng, chưa có kỹ năng giải toán. Mặt khác chuyên đề dãy số được trình bày rất
hạn chế trong sách giáo khoa, với thời lượng ít, gây khó khăn cho học sinh khi
tiếp cận vấn đề. Mặt khác tài liệu tham khảo về dãy số còn hạn chế, chỉ chú
trọng về mặt phương pháp, chưa chỉ rõ bản chất thật sự của vấn đề, chưa chú
trọng rèn luyện kỹ năng để tìm ra công thức tổng quát của dãy số. Do đó dẫn đến
học sinh không nắm vũng các kỹ năng đó, dẫn đến không giải quyết bài toán
được. Xuất phát từ thực trạng đó tôi đã mạnh dạn lựa chọn đề tài “ Một số kỹ
năng cơ bản tìm công thức tổng quát của dãy số trong bồi dưỡng học sinh
giỏi môn toán lớp 11 - THPT”
1.2 Mục đích nghiên cứu :
Mục đích nghiên cứu của đề tài để nâng cao chất lượng giảng dạy, nhất là
chất lượng học sinh giỏi. Giúp các em học sinh có thể làm tốt bài toán tìm số
hạng tổng quát của dãy số trong các kỳ thi học sinh giỏi các cấp, cũng như kỳ thi
THPT quốc gia sau này. Góp phần làm cho các em thấy cái hay, cái đẹp của môn
toán, tạo động lực giúp các em học tốt hơn.
1.3. Đối tượng nghiên cứu .
Đề tài nghiên cứu một số bài toán về dãy số, từ đó trang bị cho các em học
sinh khá giỏi lớp 11 một số kỹ năng giải cơ bản khi tìm công thức tổng quát của
dãy số trong chương trình môn toán bậc THPT.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết.
- Phương pháp điều tra tham dò khả năng làm bài tập của học sinh
- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin
- Thống kê, tổng hợp, phân tích các dạng toán
2. Nội dung sáng kiến kinh nghiệm
2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
Để thực hiện đề tài tác giả đã dựa trên những cơ sở lý thuyết cơ bản sau :
a) Phương pháp quy nạp toán học.
2
b) Cấp số cộng
- Dãy số un là cấp số cộng � un1 un d với n ��* , trong đó d là số
không đổi gọi là công sai của cấp số cộng.
- Nếu dãy số un là cấp số cộng thì un u1 n 1 d
n
- Nếu dãy số un là cấp số cộng thì tổng Sn u1 u2 ... un u1 un
2
c) Cấp số nhân
- Dãy số un là cấp số nhân � un1 un .q với n ��* , trong đó q là số không
đổi gọi là công bội của cấp số nhân.
- Nếu dãy số un là cấp số nhân thì un u1.q n1
- Nếu dãy số un là cấp số nhân với q �1 thì tổng
1 qn
Sn u1 u2 ... un u1.
1 q
d) Các công thức lượng giác và đẳng thức lượng giác
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
Trường THPT Hậu Lộc 3 đóng trên địa bàn 6 xã vùng đồi phía tây bắc có
huyện Hậu Lộc có điều kinh tế khó khăn và trình độ dân trí còn thấp, chất lượng
đầu vào thấp nhất huyện, tỷ lệ học sinh khá giỏi ít. Thực trạng trong năm học
2017- 2018 bắt đầu thi học sinh giỏi khối 11 và trong đề thi thử THPT quốc gia
xuất hiện một số bài toán về dãy số, khiến các em học lúng túng và không biết
phải xử lý như thế nào. Nhất là những dãy số cho bởi công thức truy hồi, không
thể tìm ra số hạng tổng quát được, những bài này thậm trí máy tính cầm tay cũng
khó giải quyết. Trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi tôi thấy đây là phần mà
các em sợ nhất, mà nó lại xuất hiện trong đề thi học sinh giỏi của tỉnh Thanh
Hóa nói riêng và các kỳ thi học sinh giỏi các cấp lớp 11 nói chung . Hầu như qua
các bài kiểm tra liên quan đến tìm số hạng tổng quát của dãy thì các em bỏ
trống, hoặc nếu làm được chỉ những bài hết sức cơ bản. Những bài đòi hỏi tư
duy và kỹ năng thì các em không xử lý được. Do đó cần tìm ra những biện pháp
để giúp đỡ các em học sinh thoát khỏi nỗi sợ hải về dãy số, làm tròn trách nhiệm
của mỗi người thầy cô giáo. Giúp các em tự tin hơn trong giải toán, làm cho các
em đam mê học tập đạt hiệu quả cao.
2.3. Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề
Trong quá trình giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 11 về chuyên đề
dãy số, tác giả đã tổng hợp được 4 kỹ năng cơ bản để giải bài toán tìm số hạng
tổng quát của dãy số
2.3.1 Kỹ năng cộng dồn vế các số hạng của dãy
u1 2
�
�
u
Ví dụ 1. Cho dãy số n xác định �
.
un1 un n, n ��*
�
Tìm số hạng tổng quát un . [1]
Định hướng .
3
Đây là dãy số không phải là cấp số cộng và cấp số nhân thông thường. Ta thấy
hệ số của các số hạng của un và un1 đều bằng nhau nên ta liên tưởng đến việc
cộng dồn vế để triệt tiêu còn u1 và un .
Lời giải. Từ giả thiết un1 un n đúng với mọi n ��* nên ta có
u2 u1 1
u3 u2 2
................
un un1 n 1
Cộng vế với vế ta được
n(n 1) . Vậy
n(n 1) .
un u1 (1 2 3 ... n 1) 2
un 2
2
2
Nhận xét. Nhờ cộng dồn vế mà ta đã xác định được số hạng tổng quát của dãy
số một cách nhanh chóng.
u1 1
�
�
u
Ví dụ 2. Cho dãy số n xác định �
.
un1 un 3n 4n 1, n ��*
�
Tìm số hạng tổng quát un .[1]
Định hướng .
Ta thấy hệ số của các số hạng của un và un1 đều bằng nhau nên ta liên tưởng
đến việc cộng dồn vế để triệt tiêu còn u1 và un .
Lời giải. Từ giả thiết un1 un 3n 4n 1 đúng với mọi n ��* nên ta có
u2 u1 3 4.1 1
u3 u2 32 4.2 1
................
un un 1 3n1 4(n 1) 1
Cộng vế với vế ta được
un u1 (3 32 33 ... 3n1 ) 4(1 2 3 .... n 1) n 1
1 (3 32 33 ... 3n1 ) 4(1 2 3 .... n 1) n 1
3n1 1
n(n 1)
3n 1
4
n 1
( n 1)(2 n 1).
3 1
2
2
3n 1
Vậy un
(n 1)(2 n 1) .
2
u1 9
�
�
u
Ví dụ 3. Cho dãy số n xác định �
.
un1 n unn 3.2n 2.3n , n ��*
�
Tìm u2018 .[3]
Định hướng .
Ta thấy hệ số của các số hạng của un , un1 bằng nhau nhưng vai trò chưa như
nhau do đó ta cần phải đưa về vai trò bình đẳng của un , un1 nên ta mũ n và
1 3
4
dùng kỹ năng cộng dồn vế thì bài toán được giải quyết.
Lời giải . Ta có un1 n unn 3.2n 2.3n � unn1 unn 3.2n 2.3n
u22 u1 3.21 2.31
u33 u22 3.22 2.32
...................................
unn unn11 3.2n1 2.3n 1 . Suy ra:
unn u1 3.(21 22 ... 2n1 ) 2.(31 32 ... 3n1 )
1 2n1
1 3n1
2.3.
3.2n 3n . Vậy u2018 2018 3.22018 32018 .
1 2
1 3
2.3.2 Kỹ năng sử dụng dãy số phụ.
Lựa chọn một dãy số phụ sao cho dãy đó là một cấp số cộng hoặc một cấp
số nhân. Để thực hiện điều này tác giả đã trang bị cho học sinh một số kỹ năng
cơ bản để xây dựng một dãy số phụ như sau :
- Đồng nhất hệ số.
- Nâng lên lũy thừa, chia vế…..
u1 1
�
�
Ví dụ 1. Cho dãy số un xác định �
.
un1 3un 4, n ��*
�
Tìm số hạng tổng quát un .[1]
Định hướng
Đây là dãy số không phải là cấp số cộng và cấp số nhân thông thường. Ta thấy
hệ số của các số hạng của un và un1 khác nhau nên dùng kỹ năng cộng dồn vế
thì không thể triệt tiêu các số hạng của dãy. Do đo cần lựa chọn một dãy số phụ
để đưa về một cấp số nhân. Vậy làm sao để thiết kế một dãy số phụ ?
Từ hệ thức truy hồi un1 3un 4 ta cần tìm số a sao cho un1 a 3(un a ) .
Thật vậy un1 a 3(un a) � un1 3un 2a , đồng nhất ta có 2a 4 � a 2 .
Vậy ta có un1 2 3(un 2) nên chỉ cần đặt vn un 2 , suy ra vn1 3vn . Ta có
vn là một cấp số nhân cơ bản. Bài toán được giải quyết.
Lời giải. Ta có un1 3un 4 � un1 2 3(un 2)
(1)
Đặt vn un 2 thì (1) trở thành vn1 3vn . Nên vn là một cấp số nhân với công
bội q 3 và số hạng đầu v1 3 . Ta có số hạng tổng quát vn 3.3n1 3n .
Do đó un vn 2 3n 2. Vậy un 3n 2 với n ��* .
Nhận xét. Nhờ thiết kế dãy số phụ mà bài toán được giải quyết nhanh chóng,
cho lời giải đẹp. Ta có thể tổng quát hóa dãy số un xác định
u1 a
�
(2.1)
�
un1 bun c
�
9 3.2.
5
u1 2
�
�
Ví dụ 2. Cho dãy số un xác định �
.
un 1 un 2n 1, n ��*
�
Tìm số hạng tổng quát un .[1]
Định hướng
Đây là dãy số không phải là cấp số cộng và cấp số nhân thông thường. Do đo
cần lựa chọn một dãy số phụ để đưa về một cấp số cộng.
Từ hệ thức truy hồi un1 un 2n 1 � un1 a (n 1) 2 b(n 1) un an 2 bn .
Ta cần tìm số a, b sao cho un1 a(n 1) 2 b( n 1) un an 2 bn .
Thật vậy un1 a (n 1) 2 b(n 1) un an 2 bn � un1 un 2an a b
2a 2
a 1
�
�
��
Đồng nhất hệ số ta có �
a b 1 �
b2
�
Ta có un1 (n 1) 2 2(n 1) un n 2 2n nên chỉ cần đặt vn un n 2 2n , suy
ra vn1 vn . Ta có vn là một cấp số cộng cơ bản. Bài toán được giải quyết.
Lời giải. Ta có un1 un 2n 1 � un1 (n 1) 2 2(n 1) un n 2 2n
(1)
2
Đặt vn un n 2n thì (1) trở thành vn1 vn . Nên vn là một cấp số cộng với
công sai d 0 và số hạng đầu v1 u1 12 2.1 3 .
Ta có số hạng tổng quát vn 3 . Do đó un vn n2 2n n 2 2n 3
Vậy un n 2 2n 3 với n ��* .
Nhận xét. Ta có thể tìm số hạng tổng quát un của dãy số un có dạng tổng quát
u1 a
�
xác định �
(2.2).
un1 un f (n)
�
Trong đó f (n) là một đa thức bậc k theo n bằng cách đặt vn un g (n) , với
g (n) là đa thức bậc k 1 theo n và có hệ số tự do bằng 0.
u1 1
�
�
u
Ví dụ 3. Cho dãy số n xác định �
. Tìm số hạng
un1 3un 6n 1, n ��*
�
tổng quát un .[1]
Định hướng
Hệ số của các số hạng của un và un1 khác nhau .Do đo cần lựa chọn một dãy số
phụ để đưa về một cấp số nhân. Từ hệ thức truy hồi un1 3un 6n 1 .
Ta cần tìm số a, b sao cho un1 a(n 1) b 3(un an b) .
Thật vậy un1 a (n 1) b 3(un an b) � un1 un 2an a 2b
2a 6
a3
�
�
��
Đồng nhất hệ số ta có �
a 2b 1 �
b2
�
Ta có un1 3(n 1) 2 3(un 3n 2) nên chỉ cần đặt vn un 3n 2 , suy ra
vn1 3vn . Ta có vn là một cấp số nhân cơ bản. Bài toán được giải quyết.
6
Lời giải. Ta có un1 3un 6n 1 � un1 3( n 1) 2 3(un 3n 2)
(1)
Đặt vn un 3n 2 thì (1) trở thành vn1 3vn . Nên vn là một cấp số nhân với
công bội q 3 và số hạng đầu v1 1 3.1 2 6 .
Ta có số hạng tổng quát vn 6.3n1 2.3n . Do đó un vn 3n 2 2.3n 3n 2
Vậy un 2.3n 3n 2 với n ��* .
Nhận xét. Ta có thể tìm số hạng tổng quát un của dãy số un có dạng tổng quát
u1 a
�
xác định �
(2.3). Trong đó b �1 và f ( n) là một đa thức bậc k
un1 bun f (n )
�
theo n bằng cách đặt vn un g (n) , với g (n) là đa thức bậc k theo n .
u1 8
�
�
Ví dụ 4. Cho dãy số un xác định �
.
un1 2un 3n , n ��*
�
Tìm số hạng tổng quát un .[1]
Định hướng
Hệ số của các số hạng của un và un1 khác nhau .Do đo cần lựa chọn một dãy số
phụ để đưa về một cấp số nhân.
Từ hệ thức truy hồi un1 2un 3n .
Ta cần tìm số a, b sao cho un1 a.3n1 2(un a.3n ) .
Thật vậy un1 a.3n1 2(un a.3n ) � un1 2un a.3n .
Đồng nhất hệ số ta có a 1
Ta có un1 3n1 2(un 3n ) nên chỉ cần đặt vn un 3n , suy ra vn1 2vn . Ta có
vn là một cấp số nhân cơ bản. Bài toán được giải quyết.
Lời giải. Ta có un1 2un 3n � un1 3n1 2(un 3n )
(1)
Đặt vn un 3n thì (1) trở thành vn1 2vn . Nên vn là một cấp số nhân với
công bội q 2 và số hạng đầu v1 u1 3 5 . Ta có số hạng tổng quát vn 5.2n1
.
Do đó un vn 3n 5.2n 1 3n . Vậy un 5.2n1 3n với n ��* .
Nhận xét. Bằng cách làm hoàn toàn tương tự như trên ta có thể giải quyết nhanh
bài toán . Ta có thể tìm số hạng tổng quát un của dãy số un có dạng tổng quát
u1 a
�
xác định �
, với d �b . (2.4).
un1 bun c.d n
�
u1 2
�
�
u
Ví dụ 5. Cho dãy số n xác định �
.Tìm số hạng
un1 4un 3.4n , n ��*
�
2n 2 3n 1
u
lim
tổng quát n và tính giới hạn
. [2]
un
Định hướng
7
Đây là đề thi học sinh giỏi lớp 11 tỉnh Thanh Hóa năm học 2018-2019.
Nếu làm như ví dụ 4. :
Thật vậy un1 a.4n1 4(un a.4n ) � un1 4un ( vô lý ) nên sẽ không tìm được
giá trị của a . Điều này khiến học sinh lúng túng, theo như nhận xét trên thì đây
là trường hợp d b nên không thể áp dụng cách làm giống ví dụ 4 được. Sử
u
u
3
dụng kỹ năng chia hai vế từ hệ thức truy hồi cho 4n1 ta được nn11 nn .
4
4
4
u
3
Ta có vn nn , suy ra vn1 vn . Ta có vn là một cấp số cộng cơ bản. Bài
4
4
toán được giải quyết.
u
u
3
Lời giải. Ta có un1 4un 3.4 n � nn11 nn
(1)
4
4
4
3
3
Đặt vn1 vn
thì (1) trở thành vn1 vn . Nên vn là một cấp số cộng
4
4
3
u 1
1
3 3n 1
với công sai d và số hạng đầu v1 1 . Ta có vn (n 1).
.
4
4 2
2
4
4
3n 1 n
.4 4n 1 (3n 1) .Vậy un 4n1 (3n 1) với n ��* .
Do đó un 4n.vn
4
� 3 1
�
2
2
�2 n n 2 4n �
2n 3n 1
2n 3n 1
lim
lim �
. n � 0 .
Ta có lim
1
un
(3n 1)4n1
4 �
� 3
n
�
�
� 3 1 �
�2 n n 2 � 2
4n
4n
n
2
0
Vì lim �
.
Ta
có
với n �2 .
n
n
2 2
1 � 3
4
(1
3)
3
C
9(
n
1)
n
� 3
�
n �
�
2
4n
0 suy ra lim n 0 .
Mà lim
9( n 1)
4
2n 2 3n 1
n 1
*
0
Vậy un 4 (3n 1) với n �� và lim
un
Nhận xét. Từ hệ thức truy hồi chỉ bằng động tác chia hai vế 4n1 ta có thể đưa
bài toán khó về bài toán cơ bản có thể giải quyết được . Ta có thể tìm số hạng
tổng quát un của dãy số un có dạng tổng quát xác định
u1 a
�
n 1
.
�
n (2.5), bằng cách chia cho b
u
bu
c
.
b
n
�n1
u1 2
�
�
un
Ví dụ 6. Cho dãy số un xác định �
.
*
u
,
n
�
�
n
1
�
un 3
�
8
Tìm số hạng tổng quát un . [1]
Định hướng
Đây là một hệ thức truy hồi dạng phân số nên để đưa về bài toán cơ bản ta có thể
chọn một dãy số vn , un nghịch đảo nhau.
Lời giải.
1
1
Ta có vn � un
un
vn
1
1
u
1
v
1
v
1
n �
n
� vn1 3vn 1
Khi đó un1 n �
un 3
vn 1 1 3
vn 1 1 3 1 3vn
vn
vn
1
1
� vn1 3(vn )
(1)
2
2
1
Đặt y n1 vn
thì (1) trở thành yn1 3 yn . Nên yn là một cấp số nhân với
2
1 1 1
công bội q 3 và số hạng đầu y1 v1 1 .
2 u1 2
Ta có số hạng tổng quát yn 3n1 . Do đó
2
1
1 2.3n 1 1
2
n 1
u
vn yn 3
� un
.Vậy
với n ��* .
n
2.3n1 1
2
2
2
2.3n 1 1
Nhận xét. Ta có thể tìm số hạng tổng quát un của dãy số un có dạng tổng quát
u1 a
�
1
�
bun (2.6), bằng cách đặt vn .
xác định �
un 1
un
�
cu
d
n
�
u1 1
�
�
1 4un
Ví dụ 7. Cho dãy số un xác định �
.
un1
, n ��*
�
1 6un
�
Tìm số hạng tổng quát un .[3]
Định hướng
Để giải bài toán này ta cần định hướng để học sinh đưa về dãy số có dạng (2.6).
Đặt un vn m thay vào hệ thức truy hồi ta được
1 4(vn m)
6m 2 5m 1 (6m 4)vn
vn1 m
� vn1
.
1 6(vn m)
1 6(vn m)
Để đưa về dạng (2.6) ta cần chọn m sao cho 6m 2 5m 1 0 , chẳng hạn chọn
1
m . Bài toán được giải quyết tương tự
2
9
Lời giải. Đặt un vn m thay vào hệ thức truy hồi ta được
1 4(vn m)
6m 2 5m 1 (6m 4)vn
vn1 m
� vn1
.
1 6(vn m)
1 6(vn m)
1
Ta chọn m sao cho 6m 2 5m 1 0 .
2
� 1
v1
�
� 2
1
Khi đó đặt un vn ta được dãy số un xác định �
vn
2
�
vn1
, n ��*
2 6un
�
�
1
1
Ta có yn � vn
vn
yn
1
vn
1
yn
1
1
�
�
� yn1 2 yn 6
Khi đó vn1
2 6vn
yn1 2 6
yn1 2 yn 6
vn
� yn1 6 2( yn 6)
(1)
Đặt w n yn 6 thì (1) trở thành w n1 2w n . Nên w n là một cấp số nhân
1
1
w1 y1 6 6
68
q
2
1
với công bội
và số hạng đầu
.
v1
u1
2
n 1
n2
Ta có số hạng tổng quát w n 8.2 2 .
1
1
1
n2
� un n 2
.
Do đó yn w n 6 2 6 � vn n 2
2 6
2 6 2
1
1
với n ��* .
Vậy un n2
2 6 2
Nhận xét. Ta có thể tìm số hạng tổng quát un của dãy số un có dạng tổng quát
u1 a
�
�
b cun . (2.7)
xác định �
un 1
�
d eun
�
Bằng cách đặt un vn m , chọn m đưa về dạng (2.6)
u1 2; u2 5
�
�
.
Ví dụ 8 . Cho dãy số (un ) xác định như sau �
*
u
5
u
6
u
,
n
�
�
n 1
n
�n 2
10
�u �
Tính lim � nn �. [2 ].
�3 �
Định hướng
Đây là dãy số mà trong hệ thức truy hồi các số hạng có hệ số khác nhau. Do đo
cần lựa chọn một dãy số phụ để đưa về một cấp số nhân.
Giả sử un 2 a.un 1 b(un1 a.un ) , đồng nhất hệ số ta tìm được a, b . Bài toán
đến đây được giải quyết.
Lời giải. Giả sử un 2 a.un1 b(un1 a.un ) � un 2 (b a)un1 abun .
ba 5 �
a 3
a 2
�
�
��
Đồng nhất hệ số ta có �
hoặc �
ab 6
b2
b3
�
�
�
a 2
�
Trường hợp 1. Với �
ta có
b3
�
un 2 2un 1 3(un 1 2un ), n �1. Suy ra dãy vn1 un1 2un là một cấp số nhân
có công bội q 3 � vn1 3n1 v2 3n1 (5 2.2) 3n1
(1)
a 3
�
Trường hợp 2. Với �
ta có
b2
�
un 2 3un 1 2(un 1 3un ), n �1. Suy ra dãy wn1 un1 3un là một cấp số
nhân có công bội q 2 � wn1 2n1 w2 2n1 (5 3.2) 2n 1
(2)
n 1
�un1 2un 3
� un 3n1 2n1
Từ (1) và (2) ta có hệ �
n 1
un1 3un 2
�
n
�1 1 �2 �
�1
�3n1 2n1 �
�un �
lim
.
Suy ra lim � n � lim � n
�
��
�
�3 2 �
�3
3
�3 �
�
�
� 3
�
�
�
Nhận xét. Nhờ đồng nhất hệ số mà ta có thể giải quyết tốt bài toán trong đề thi
học sinh giỏi lớp 11 tỉnh Thanh Hóa năm học 2017-2018. Ta có thể tìm số hạng
tổng quát un của dãy số un có dạng tổng quát xác định
u1 a ; u2 b
�
.
( 2.8)
�
un 2 cun 1 dun (n ��* )
�
Bằng cách đồng nhất hệ số, chọn dãy số phụ.
u1 1, u2 3
�
�
.
un 2 4un1 4un , n ��*
�
Ví dụ 9. Cho dãy số (un ) xác định như sau �
Tìm số hạng tổng quát un .[2].
11
Định hướng
Đây là dãy số mà trong hệ thức truy hồi các số hạng có hệ số khác nhau .Do đó
cần lựa chọn một dãy số phụ để đưa về một cấp số nhân.
Giả sử un 2 a.un 1 b(un1 a.un ) , đồng nhất hệ số ta tìm được a, b . Bài toán
đến đây được giải quyết.
Lời giải. Giả sử un 2 a.un1 b(un1 a.un ) � un 2 (b a )un1 abun .
ba4 �
a 2
�
��
Đồng nhất hệ số ta có �
.
ab 4
b2
�
�
un 2 2un1 2(un1 2un ), n �1. Suy ra dãy vn1 un1 2un là một cấp số
nhân có công bội q 2 � vn1 2n1 v2 2n 1 (3 2.1) 2 n 1 .
Do đó un1 2un 2n1 �
(1)
1
. Nên yn là một cấp số cộng với
4
1
u 1
công sai d và số hạng đầu y1 1 .
4
2 2
1
1 n 1
Ta có số hạng tổng quát yn (n 1).
.
2
4
4
n 1 n
.2 2n 2 (n 1) .Vậy un 2n 2 (n 1) với n ��* .
Do đó un 2n. yn
4
Đặt yn
un
2n
un1 un 1
.
2n1 2n 4
thì (1) trở thành yn1 yn
u1 16
�
�
Ví dụ 10. Cho dãy số (un ) xác định bởi: �
.
15(n.un 1)
un 1 14
,(n ��* )
�
n 1
�
Tìm số hạng tổng quát un .[2].
Định hướng
Ta thấy có sự xuất hiện của un1 tương ứng với n 1 và un tương ứng với n nên
tìm cách đưa chúng lại gần nhau, làm xuất hiện dãy số phụ.
Lời giải. Ta có: un 1 14
(n 1)un1 15n.un 14n 1
15(n.un 1)
� (un1 14)( n 1) 15( n.un 1)
n 1
(1)
Đặt vn nun � v1 16 .
(1) trở thành: vn1 15vn 14n 1 � vn1 n 1 15 vn n
(2)
Đặt w n vn n � w1 15 .
(2) trở thành: wn1 15wn � w n là cấp số nhân có w1 15, q 15 � w n 15n .
Từ đó ta có un
15n n
.
n
12
�
u1 = 4
�
Ví dụ 11. Cho dãy số un xác định �
* .
�
9
u
=
u
+
4
+
4
1
+
2
u
,
"
n
�
�
(
)
n
+
1
n
n
�
�
Tìm công thức số hạng tổng quát un của dãy số và tính lim un . [2].
Định hướng
Để mất dấu căn bậc hai trong công thức truy hồi ta có thể đặt dãy số phụ xn
với
xn 1 2un . Bài toán chuyển về dạng cơ bản và giải quyết được.
Lời giải. Đặt xn 1 2un , n ��* � x1 3.
xn2 1
2
2
2
Thay vào giả thiết, ta được: 9 xn21 9 xn2 1 8 8 xn � 3xn 1 xn 4
Ta có và xn2 =1 + 2un , " n ��* hay un
*
Suy ra: 3 xn+1 = xn + 4 " n �� ( Do xn �0 , n ��* )
Hay 3( xn1 2) xn 2 n ��*
1
Đặt yn xn 2 , n ��* . Ta có: ( yn ) là cấp số nhân với công bội q ; y1 1.
3
1
1
1
Từ đó yn y1. n1 n1 , n ��*. Suy ra: xn 2 n1 , n ��*
3
3
3
1� 4
1 �
3
3 n1 2 n2 �, n ��* , khi đó lim un .
Do đó un �
2� 3
3
2
�
� 1
�
u1 =
�
u
.
Ví dụ 12. Cho dãy số n xác định như sau � 5
�
�
un+1un = un - 2un+1 ,( " n ��* )
�
Tìm số hạng tổng quát un . [2].
Định hướng.
Từ công thức truy hồi có thể thực hiện phép chia 2 vế cho un1; un .
1
2
un1un un 2un1 � un1 (2 un ) un �
1 ( Do un 0, n ��* ). Đây
un1 un
là dạng dãy số cơ bản.
1
2
1 ( Do
Lời giải. Ta có un1un un 2un1 � un1 (2 un ) un �
un1 un
1
1
1 2( 1)
un 0, n ��* ) �
(1)
un1
un
1
Đặt vn 1 thì (1) trở thành vn1 2vn . Nên vn là một cấp số nhân với
un
13
1
1 6 . Ta có số hạng tổng quát
u1
1
1
1
vn 6.2n1 3.2n . Do đó un
.Vậy un
với n ��* .
n
n
vn 1 3.2 1
3.2 1
Nhận xét. Chỉ cần động tác chia hai vế của công thức truy hồi cho un1 ta có thể
thiết kế dãy số phụ một cách nhanh chóng.
2.3.3 Kỹ năng sử dụng Quy nạp.
Tính vài số hạng đầu, phán đoán công thức tổng quát, chứng minh bằng quy
nạp.
u1 2
�
�
1
Ví dụ 1. Cho dãy số un xác định �
.
u
2
,(n ��* )
n
1
�
un
�
Tìm số hạng tổng quát un .[1 ].
Định hướng .
Việc thiết kế dãy số phụ để tạo thành một dãy mới là một cấp số cộng hay cấp số
nhân là một việc làm khó khăn. Do đó ta cần chuyển hướng sang việc tính toán
vài số hạng đầu. Chẳng hạn
2 4
1 3
u1 2 ; u2 2 ; u3 2
3 3
2 2
Đến đây là có thể phát hiện được quy luật của dãy số. Bài toán đã được giải
quyết.
n 1
2 4
1 3
Lời giải. Ta có u1 2 ; u2 2 ; u3 2 ;……..……, un
3 3
n
2 2
n 1
Ta chứng minh un
, n ��* .
(1)
n
Với n 1 thì u1 2 ( đúng).
k 1
Giả sử (1) đúng với n k �1 tức là uk
.
k
k 2
Ta cần chứng minh (1) đúng với n k 1 tức là uk 1
.
k 1
1
k
k2
n 1
Thật vậy uk 1 2 2
. Vậy un
với n ��* .
uk
k 1 k 1
n
Nhận xét. Nhờ sử dụng quy nạp mà ta đã xác định được số hạng tổng quát của
dãy số một cách nhanh chóng.
u1 11
�
Ví dụ 2. Cho dãy số un xác định �
. Tính u2019 .[1 ].
un1 10un 1 9n,(n ��* )
�
Định hướng .
Bài toán này có thể sử dụng dãy số phụ để giải,nhưng chứng ta hãy tính vài số
hạng đầu xem có điều gì xảy ra không?
công bội q 2 và số hạng đầu v1
14
Lời giải
Cách 1 ( Sử dụng quy nạp)
Phân tích:
u1 11 10 1
u2 10u1 1 9 10.11 8 102 10 2 2
u3 10u2 1 18 10.102 17 1003 103 3
Ta dự doán un 10 n n , n ��*
(1)
Với n 1 thì u1 11 ( đúng).
Giả sử (1) đúng với n k �1 tức là uk 10k k .
Ta cần chứng minh (1) đúng với n k 1 tức là uk 1 10k 1 k 1 .
Thật vậy uk 1 10uk 1 9k 10(10 k k ) 1 9k 10 k 1 k 1 ( điều phải chứng
minh ).
Vậy un 10 n n với n ��* . Do đó u2019 102019 2019
Cách 2 ( sử dụng dãy số phụ )
un1 10un 1 9n � un1 (n 1) 10(un n)
(2)
Đặt vn un n thì (2) trở thành vn1 10vn . Nên vn là một cấp số nhân với
công bội q 10 và số hạng đầu v1 u1 1 10 .
Ta có số hạng tổng quát vn 10.10n1 10n . Do đó un vn n 10n n
Vậy un 10 n n với n ��* . Do đó u2019 102019 2019
un 1 10un 1 9n � un1 n 1 10 un n
Nhận xét. Cả hai cách làm điều có cái hay riêng của nó, giáo viên cần trang bị
cho các em những kỹ năng cần thiết này, phát triển tư duy linh hoạt và sáng tạo.
u1 1, u2 3
�
�
. Tìm số
un 2 4un1 4un , n ��*
�
Ví dụ 3 . Cho dãy số un xác định như sau �
hạng tổng quát un .[2 ].
Định hướng.
Bài toán này giải bằng cách sử dụng dãy số phụ. Tuy nhiên bài này chúng ta
cũng có thể nghĩ đến sử dụng quy nạp.
Lời giải. Ta có u1 1 (1 1).21 ; u2 3 (2 1).20
u3 4u2 4u1 4.3 4.1 8 (3 1).21
u4 4u3 4u2 4.8 4.3 20 (4 1).22
Ta dự doán un (n 1)2n2 , n ��*
(1)
Ta chứng minh bằng phương pháp quy nạp.
Với n 1 thì u1 1 ( đúng).
Giả sử (1) đúng với n k �1 tức là uk ( k 1).2k 2 .
Ta cần chứng minh (1) đúng với n k 1 tức là uk 1 ( k 2).2k 1 .
15
Thật vậy uk 1 4uk 4uk 1 4(k 1).2k 2 4k .2k 3 (k 1).2k k .2k 1
2k 1 (2k 2 k ) 2 k 1 ( k 2) .Vậy un (n 1)2n2 , n ��*
Nhận xét. Ta thấy nếu sử dụng quy nạp ngắn hơn nhưng lại khó khăn trong cách
phán đoán công thức tổng quát, thậm chí không tìm ra.Còn sử dụng dãy số phụ
tuy dài hơn nhưng sẽ thực hiện một cách trôi chảy
2.3.4. Kỹ năng sử dụng phép thế lượng giác.
Những dãy số có công thức truy hồi có dạng giống hoặc gần giống với công
thức lượng giác thì ta liên tưởng đến kỹ năng sử dụng phép thế lượng giác để
tìm ra số hạng tổng quát của dãy số.
�
3
u1
�
2
Ví dụ 1. Cho dãy số un xác định �
. Tìm số hạng tổng
�
un 1 2u 2 n 1,(n ��* )
�
quát un .[1 ].
Định hướng .
Từ công thức truy hồi ta thấy nó giống công thức nhân đôi của hàm số côsin
cos 2a 2cos 2 a 1 , chính vì vậy ta liên hệ đến phép thế lượng giác.
Lời giải. Từ giả thiết ta có
2
2
3
2
1 cos
cos ; u3 2cos 2 1 cos
u1
cos ; u2 2cos
6
6
3
3
3
2
6
2n 2
Ta dự đoán và chứng minh bằng quy nạp un cos
, n ��*
(1)
3
Với n 1 thì u1 cos ( đúng)
6
2k 2
n
k
�
1
Giả sử (1) đúng với
tức là uk cos
.
3
2k 1
Ta cần chứng minh (1) đúng với n k 1 tức là uk 1 cos
.
3
2k 2
2k 1
2n 2
1 cos
Thật vậy uk 1 2uk2 1 2cos 2
. Vậy un cos
, n ��* .
3
3
3
Nhận xét. Nhờ phép thế lượng giác mà ta đã xác định được số hạng tổng quát
của dãy số một cách nhanh chóng, cho lời giải đẹp. Bài toán này nếu không
dùng phép thế lượng giác thì rất khó khăn, thậm chí không giải được.
�
2
u1
�
2
Ví dụ 2. Cho dãy số un xác định �
. Tìm số hạng
3
*
�
un1 3un 4un ,(n �� )
�
tổng quát un .[1 ].
Định hướng .
Từ công thức truy hồi ta thấy nó giống công thức nhân ba của hàm số sin
sin 3a 3sin a 4sin 3 a , chính vì vậy ta liên hệ đến phép thế lượng giác.
16
3
2
3
sin
;
sin ; u2 3sin 4sin
4
4
4
2
4
3
32
3n 1
3 3
….Ta dự đoán un sin
, n ��*
(1)
u3 3sin
4sin
sin
4
4
4
4
Sử dụng quy nạp chứng minh.
Với n 1 thì u1 sin ( đúng)
4
3k 1
Giả sử (1) đúng với n k �1 tức là uk sin
.
4
3k
n
k
1
Ta cần chứng minh (1) đúng với
tức là uk 1 sin
.
4
k 1
3k 1
3k
3
33
Thật vậy uk 1 3uk 4uk 3sin
.
4sin
sin
4
4
4
3n 1
Vậy un sin
, n ��* .
4
� 1
u1
�
� 2
Ví dụ 3. Cho dãy số un xác định �
. Tìm số
2 2 1 un2
�
un1
,(n ��* )
�
�
2
Lời giải. Ta có u1
hạng tổng quát un .[3 ].
Định hướng .
Từ công thức truy hồi ta thấy xuất hiện biểu thức
1 un2 ta có thể nghĩ đến
công thức 1 sin 2 cos 2 a , chính vì vậy ta liên hệ đến phép thế lượng giác.
2
1
2
2
1
sin
2(1
cos
)
Lời giải. u1 sin ;
6
6
2
6 u2
sin
2
2
2.6
Ta dự đoán un sin n1 , n ��* .
2 .6
Chứng minh bằng quy nạp ta được un sin n1 , n ��*
2 .6
Hay un sin n , n ��* . Vậy un sin n , n ��* .
2 .3
2 .3
�
u1 2
�
Ví dụ 4. Cho dãy số un xác định �
. Tìm số hạng tổng
un1 2 un ,(n ��* )
�
quát un .[1 ].
Định hướng .
17
2
và công thức truy hồi có thể đặt
2cos
2
4
a
2 un 2 2cos a 2cos 2 . Bài toán đến đây sẽ được giải
2
Xuất phát từ u1 2 2.
un 2cos a thì
quyết.
2
2cos 2cos 2
2
4
2
u2 2 2cos 2 2(1 cos 2 ) 2cos 3
2
2
2
Ta dự đoán un 2cos n1 , n ��*
2
Chứng minh bằng quy nạp ta được un 2cos n1 , n ��*
2
Vậy un 2cos n1 , n ��* .
2
Nhận xét. Nhờ sử dụng lượng giác mà ta giải quyết tốt bài toán, cho lời giải
ngắn gọn và súc tích.
�
u1 3
�
Ví dụ 5. Cho dãy số un xác định �
.
un 2 1
*
u
,(
n
�
�
)
�n1
1 (1 2)un
�
Tính u2003 .[4 ].
Định hướng .
Nhìn vào công thức truy hồi ta thấy giống công thức cộng đối với tang
tan a tan b
tan(a b)
và ta cũng có 2 1 tan . Bài toán đến đây đã xuất
1 tan a.tan b
8
hiện hướng giải.
un tan
8 .
Lời giải. Ta có tan 2 1 nên un1
8
1 tan .un
8
tan tan
3
8 tan( ) .
u1 3 tan ; u2
3 8
3
1 tan .tan
8
3
�
�
Ta dự đoán un tan � n 1 �
, n ��*
3
8
�
�
�
�
Bằng quy nạp ta chứng minh được un tan � n 1 �
, n ��*
8�
�3
Lời giải. Ta có u1 2 2.
18
2002 �
�
� �
*
Vậy u2003 tan �
� tan � � ( 3 2) , n �� .
8 �
�3
�3 4 �
2.4. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với
bản thân, đồng nghiệp và nhà trường
a) Đối với hoạt động giảng dạy của bản thân và đồng nghiệp
Đề tài được bản thân áp dụng thành công ở lớp 11C1, đặc biệt là đối với học
sinh khá giỏi tham gia đội tuyển môn toán 2017-2018 và 2018-2019, được đồng
nghiệp đánh giá có ứng dụng thực tiễn cao trong công tác giảng dạy và bồi
dưỡng học sinh giỏi môn toán bậc THPT. Vận dụng đề tài vào giảng dạy đã góp
phần nâng cao chất lượng giờ dạy, tăng cường tính hứng thú cho người học. Đáp
ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học, hội nhập quốc tế.
Đề tài đã được các giáo viên trong tổ toán- tin, nhất là các giáo viên ôn đội
tuyển học sinh giỏi và ôn thi THPT quốc gia, phần vận dụng cao về dãy số áp
dụng giảng dạy ngay tại lớp mình phụ trách và đem lại kết quả tương đối khách
quan. Qua phong trào đúc rút kinh nghiệp giúp bản thân và đồng nghiệp có thể
trao dồi kiến thức và kỹ năng, học tập kinh nghiệm lẫn nhau để cùng tiến bộ. Từ
đó ngày càng nâng cao chất lượng giáo dục và giảng dạy của nhà trường, góp
phần nhỏ tạo nên chất lượng giáo dục của toàn ngành.
b) Đối với học sinh :
Đề tài có tính hiệu quả và thực tiễn cao trong công tác dạy học đối với học
sinh khá giỏi và học sinh ôn thi THPT quốc gia. Trang bị cho các em những kỹ
năng cơ bản để tìm số hạng tổng quát của dãy số. Các em bây giờ không còn sợ
các bài toán về dãy số, hình thành cho các em niềm đam mê trong học tập, chủ
động tiếp thu bài và hình thành những hướng tư duy mới trong giải toán về dãy
số nói riêng và toán học nói chung. Áp dụng đề tài vào thực tiễn thu được kết
quả hoàn toàn khả quan.
Kết quả kiểm tra đội tuyển toán lớp 11C1 năm học 2018-2019
+Chưa áp dụng đề tài
Số học sinh Số học sinh làm được câu dãy
Tỉ lệ
Lần kiểm tra
số
1
7
01
14.3%
2
7
02
28.6%
3
6
01
16.7%
+Áp dụng đề tài
Số học sinh Số học sinh làm được câu dãy
Tỉ lệ
Lần kiểm tra
số
1
7
04
57.1%
2
7
05
71.4%
3
5
04
80 %
4
5
05
100 %
Đề thi HSG
5
05
100 %
chính thức
19
3. Kết luận, kiến nghị
3.1 Kết luận :
Đề tài đã tổng hợp đã tổng hợp 4 kỹ năng cơ bản để tìm công thức tổng quát
của dãy số, đưa ra cách giải các dạng dãy tổng quát thông qua các ví dụ phong
phú và đa dạng, định hướng, phân tích và so sánh các cách giải. Đề tài còn có
thể áp dụng rộng rãi cho học sinh khá giỏi ôn thi THPT quốc gia. Đề tài có thể
nghiên cứu bổ sung tiếp để trở thành tài liệu tham khảo hữu ích cho học sinh và
đồng nghiệp.
3.2 Kiến nghị :
i) Đối với Sở giáo dục :
Kính mong Sở giáo dục và đào tạo tiếp tục chỉ đạo công tác nghiên cứu khoa
học, triển khai những sáng kiến có chất lượng trong toàn tỉnh đến các trường
THPT để chúng tôi học hỏi rút kinh nghiệm trong quá trình giảng dạy
ii) Đối với nhà trường :
Cần tăng cường công tác sinh hoạt Tổ nhóm chuyên môn
để trao đổi về chuyên môn, xây dựng các chuyến đề bồi dưỡng
học sinh giỏi để bồi dưỡng năng lực toán cho các em học sinh.
Đề tài chắc chắn không tránh khỏi những thiếu xót và để hoàn
thiện hơn nữa tác giả rất mong được sự bổ sung và góp ý chân
thành của các đồng nghiệp./.
XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG
Thanh Hóa, ngày 28 tháng 5 năm 2019
ĐƠN VỊ
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình
viết, không sao chép nội dung của người
khác.
Tác giả
Phạm Công Dũng
20
TÀI LIỆU THAM KHẢO :
[1] : Tác giả sáng tác .
[2] : Đề thi học sinh giỏi lớp 11 tỉnh Thanh Hóa và các trường THPT trên tỉnh
Thanh Hóa.
[3] : Nguồn mạng internet.
[4] : Đề thi 30-4 lớp 11.
DANH MỤC
CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG
ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC
CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN
Họ và tên tác giả: Phạm Công Dũng
Chức vụ và đơn vị công tác: Chủ tịch Công đoàn, Tổ trưởng chuyên môn
Trường THPT Hậu Lộc 3
Kết quả
Cấp đánh giá
đánh giá Năm học
xếp loại
TT
Tên đề tài SKKN
xếp loại
đánh giá
(Phòng, Sở,
(A, B,
xếp loại
Tỉnh...)
hoặc C)
1.
Lượng giác hóa một số bài toán
phương trình, bất đẳng thức và
Cấp Sở
C
2006-2007
tích phân
2.
Một số phương pháp điển hình
tìm tâm và bán kính mặt cầu
Cấp Sở
C
2008-2009
ngoại tiếp hình chóp- Hình học 12
3.
Nâng cao hiệu quả giải hệ phương
trình đại số thông qua một số kỹ
Cấp Sở
C
2011-2012
năng cơ bản
4.
Nâng cao hiệu quả giải bài toán
tính khoảng cách từ một điểm đến
một mặt phẳng – Hình học 11
Cấp Sở
B
2013-2014
nâng cao thông qua một số kỹ
năng cơ bản
5.
Hướng dẫn học sinh yếu kém giải
một số bài toán trắc nghiệm khách
Cấp Sở
C
2016-2017
quan giải tích lớp 12 - THPT
21