小學(xué)語(yǔ)文的教學(xué)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-08-05數(shù)列的函數(shù)特性教學(xué)案。
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,幫助高中教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢?考慮到您的需要,小編特地編輯了“數(shù)列的函數(shù)特性教學(xué)案”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
第2課時(shí)數(shù)列的函數(shù)特性
知能目標(biāo)解讀
1.熟練掌握數(shù)列與函數(shù)之間的關(guān)系,了解數(shù)列是一種特殊的函數(shù)的含義.
2.能夠用函數(shù)的觀點(diǎn)、方法研究數(shù)列的增減性、最值、圖像等問題.
3.能夠通過(guò)探求數(shù)列的增減性或畫出數(shù)列的圖像來(lái)求數(shù)列中的最大項(xiàng)或最小項(xiàng).
重點(diǎn)難點(diǎn)點(diǎn)撥
重點(diǎn):1.了解數(shù)列是一種特殊的函數(shù)的含義.
2.能夠用函數(shù)的觀點(diǎn)、方法研究數(shù)列的增減性、最值、圖像等問題.
難點(diǎn):用函數(shù)的觀點(diǎn)、方法研究數(shù)列的增減性、最值、圖像等問題.
學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
1.數(shù)列的概念與函數(shù)概念的聯(lián)系
(1)數(shù)列是一種特殊的函數(shù),特殊在定義域是正整數(shù)集或是它的有限子集{1,2,3,…,n},它是一種自變量“等距離”地離散取值的函數(shù).
(2)數(shù)列與函數(shù)不能畫等號(hào),數(shù)列是相應(yīng)函數(shù)的一系列函數(shù)值.
(3)利用函數(shù)與數(shù)列的關(guān)系,可以從函數(shù)的觀點(diǎn)研究數(shù)列的表示方法及有關(guān)性質(zhì).
2.數(shù)列的表示方法
(1)數(shù)列的圖像是無(wú)限個(gè)或有限個(gè)離散的孤立的點(diǎn).
(2)若數(shù)列是以解析式的形式給出的,則數(shù)列的圖像是相應(yīng)函數(shù)圖像上的一系列孤立的點(diǎn).
(3)數(shù)列是一類離散函數(shù),它是刻畫離散過(guò)程的重要數(shù)學(xué)模型,有很廣泛的應(yīng)用.
(4)列表法不必通過(guò)計(jì)算就能知道兩個(gè)變量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,比較直觀,但是它只能表示有限個(gè)元素間的對(duì)應(yīng)關(guān)系.
3.數(shù)列的單調(diào)性
(1)遞增數(shù)列:一般地,一個(gè)數(shù)列{an},如果從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)都大于它前面的一項(xiàng),即an+1an(n∈N+),那么這個(gè)數(shù)列叫做遞增數(shù)列.
(2)遞減數(shù)列:一般地,一個(gè)數(shù)列{an},如果從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)都小于它前面的項(xiàng),即an+1an(n∈N+),那么這個(gè)數(shù)列叫做遞減數(shù)列.
(3)常數(shù)列:如果數(shù)列{an}的各項(xiàng)都相等,那么這個(gè)數(shù)列叫做常數(shù)列.
(4)擺動(dòng)數(shù)列:一個(gè)數(shù)列{an},從第2項(xiàng)起,有些項(xiàng)大于它的前一項(xiàng),有些項(xiàng)小于它的前一項(xiàng),那么這個(gè)數(shù)列叫做擺動(dòng)數(shù)列.?
注意:
(ⅰ)有關(guān)數(shù)列的分類,由于分類的標(biāo)準(zhǔn)不同,分類方法也不一致:
(ⅱ)數(shù)列的單調(diào)性的判斷,定義法是十分重要的方法,即計(jì)算an+1-an,并研究差的符號(hào)的正負(fù);除了應(yīng)用定義判斷外,也可以利用其函數(shù)性質(zhì)判定,例如數(shù)列an=3-n,因?yàn)橐淮魏瘮?shù)y=3-x是減函數(shù),因此可判斷數(shù)列{an}是遞減數(shù)列.
4.如何證明數(shù)列的單調(diào)性證明數(shù)列的單調(diào)性的主要方法有:
(1)定義法:其中之一是作差比較,為了便于判斷an+1-an的符號(hào),通常將an+1-an變成常數(shù)形式或因式連乘積的形式或平方和形式.
除了作差比較外,也可以采用作商的方法,作商時(shí),首先應(yīng)明確數(shù)列的項(xiàng)an的符號(hào)(an0還是an0),將其商與1進(jìn)行比較,從而確定數(shù)列的單調(diào)性,對(duì)于多項(xiàng)式應(yīng)進(jìn)行因式分解,對(duì)于根式,進(jìn)行分子(或分母)有理化.
(2)借助于數(shù)列圖像的直觀性,證明數(shù)列的單調(diào)性.
知能自主梳理
1.幾種數(shù)列的概念
(1)數(shù)列按照項(xiàng)與項(xiàng)之間的大小關(guān)系可分為數(shù)列,數(shù)列,數(shù)列和數(shù)列.
(2)一般地,一個(gè)數(shù)列{an},如果從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)都大于它前面的一項(xiàng),即,那么這個(gè)數(shù)列叫做數(shù)列;
(3)一個(gè)數(shù)列,如果從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)都小于它前面的一項(xiàng),即,那么這個(gè)數(shù)列叫做數(shù)列;
(4)一個(gè)數(shù)列,如果從第2項(xiàng)起,有些項(xiàng)大于它的前一項(xiàng),有些項(xiàng)小于它的前一項(xiàng),這樣的數(shù)列叫做數(shù)列;
(5)如果數(shù)列{an}的各項(xiàng)都相等,那么這個(gè)數(shù)列叫做數(shù)列.
2.數(shù)列的遞推公式
如果已知數(shù)列的(或前幾項(xiàng)),且從第二項(xiàng)(或某一項(xiàng))開始的與它的
(或前幾項(xiàng))間的關(guān)系可以用一個(gè)公式來(lái)表示,那么這個(gè)公式就叫做這個(gè)數(shù)列的
公式.
3.an與Sn的關(guān)系
S1(n=1)
若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和記為Sn,即Sn=a1+a2+…+an,則an=
(n≥2)
[答案]1.(1)遞增遞減擺動(dòng)常(2)an+1an遞增(3)an+1an遞減(4)擺動(dòng)(5)常
2.第1項(xiàng)任一項(xiàng)an前一項(xiàng)an-1遞推
3.Sn-Sn-1
思路方法技巧
命題方向數(shù)列表示法的應(yīng)用
[例1](1)根據(jù)數(shù)列的通項(xiàng)公式填表:
n12…5……n
an……153…3(3+4n)
(2)畫出數(shù)列{an}的圖像,其中an=3n-1.
[分析](1)根據(jù)數(shù)列的通項(xiàng)公式,代入相應(yīng)的n值得到所求的項(xiàng),解關(guān)于n的方程得項(xiàng)對(duì)應(yīng)的n值.
(2)在直角坐標(biāo)系下,描出點(diǎn)(n,an).
[解析](1)由第n項(xiàng)可知此數(shù)列的通項(xiàng)公式為:an=3(4n+3),
所以a1=3×(4×1+3)=21,a2=3×(4×2+3)=33,a5=3×(4×5+3)=69.
令3(4n+3)=153,解得n=12.
故填充完整的表格為:?
n12…5…12…n
an2133…69…153…3(3+4n)
(2)∵an=3n-1,列表:
n1234…
an13927…
在直角坐標(biāo)系中圖像如下:
[說(shuō)明](1)列表法不必通過(guò)計(jì)算就能知道兩個(gè)變量間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,比較直觀,但它只能表示有限個(gè)元素之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系;(2)數(shù)列an=3n-1的圖像是函數(shù)y=3x-1(x0)上的無(wú)窮多個(gè)孤立的點(diǎn).
變式應(yīng)用1已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=2n-1,作出該數(shù)列的圖像.
[解析]分別取n=1,2,3,…,得到點(diǎn)(1,1),(2,3),(3,5),…,描點(diǎn)作出圖像.如圖,它的圖像是直線y=2x-1上的一些等間隔的點(diǎn).
命題方向數(shù)列單調(diào)性的判斷
[例2]已知函數(shù)f(x)=2x-2-x,數(shù)列{an}滿足f(log2an)=-2n.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)求證數(shù)列{an}是遞減數(shù)列.
[分析](1)已知函數(shù)關(guān)系式,由條件可得出2log2an-2-log2an=-2n,解這個(gè)關(guān)于an的方程即可;(2)只需證明an+1-an0或1(an0)即可.
[解析](1)∵f(x)=2x-2-x,f(log2an)=-2n,
∴2log2an-2-log2an=-2n,an-=-2n,
∴an2+2nan-1=0,解得an=-n±.
∵an0,∴an=-n.
(2)=
=1.
即{an}是遞減數(shù)列.
[說(shuō)明]我們常把遞增數(shù)列和遞減數(shù)列統(tǒng)稱為單調(diào)數(shù)列,由于數(shù)列可看作是一個(gè)特殊的函數(shù),因此,判斷函數(shù)性質(zhì)的方法同樣適用于數(shù)列.比較an與an+1大小的常用方法有:①作差法:若an+1-an0,則數(shù)列{an}是遞增數(shù)列;若an+1-an0,則數(shù)列{an}是遞減數(shù)列.②作商法:若1,則數(shù)列{an}是遞增數(shù)列;若1,則數(shù)列{an}是遞減數(shù)列.
變式應(yīng)用2寫出數(shù)列1,,,,,…的通項(xiàng)公式,并判斷它的增減性.
[解析]該數(shù)列的通項(xiàng)公式為an=,
∴an+1-an=-=.
∵n∈N+,∴(3n+1)(3n-2)0,
∴an+1an,∴該數(shù)列為遞減數(shù)列.
命題方向數(shù)列中最大項(xiàng)與最小項(xiàng)的求法
[例3]求數(shù)列{-2n2+9n+3}中的最大項(xiàng).
[分析]由通項(xiàng)公式可以看出an與n構(gòu)成二次函數(shù)關(guān)系,求二次函數(shù)的最值可采用配方法.此時(shí)應(yīng)注意自變量n為正整數(shù).
[解析]由已知an=-2n2+9n+3=-2(n-)2+.
由于n為正整數(shù),故當(dāng)n=2時(shí),an取得最大值為13.
所以數(shù)列{-2n2+9n+3}的最大值為a2=13.
[說(shuō)明]數(shù)列的項(xiàng)與項(xiàng)數(shù)之間構(gòu)成特殊的函數(shù)關(guān)系,因此有關(guān)數(shù)列的最大項(xiàng)與最小項(xiàng)問題可用函數(shù)最值的求法去解決,但要注意函數(shù)的定義域?yàn)檎麛?shù)集這一約束條件.
變式應(yīng)用3已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=n2-5n+4.
(1)數(shù)列中有多少項(xiàng)是負(fù)數(shù)?
(2)n為何值時(shí),an有最小值?并求出最小值.
[解析](1)由n2-5n+40,解得1n4.
∵n∈N+,∴n=2,3.
∴數(shù)列有兩項(xiàng)是負(fù)數(shù).
(2)∵an=n2-5n+4=(n-)2-,可知對(duì)稱軸方程為n==2.5.
又∵n∈N+,∴n=2或3時(shí),an有最小值,其最小值為22-5×2+4=-2.
探索延拓創(chuàng)新
命題方向數(shù)列的實(shí)際應(yīng)用題
[例4]在一次人才招聘會(huì)上,有A、B兩家公司分別開出它們的工資標(biāo)準(zhǔn):A公司允諾第一年月工資1500元,以后每年月工資比上年月工資增加230元,B公司允諾第一年月工資為2000元,以后每年月工資在上年月工資的基礎(chǔ)上增加5%,設(shè)某人年初被A、B兩家公司同時(shí)錄取,試問:該人在A公司工作比在B公司工作月工資收入最多可以多多少元?并說(shuō)明理由(精確到1元).
[分析]根據(jù)題意,先建立實(shí)際問題的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)建立的函數(shù)模型解決問題.由于自變量n∈N+,函數(shù)解析式可以看作數(shù)列的通項(xiàng)公式,因此可運(yùn)用數(shù)列的單調(diào)性求解.
[解析]設(shè)在A公司月工資為an,在B公司月工資為bn,則
問題等價(jià)于求cn=an-bn=1270+230n-2000×1.05n-1(n∈N+)的最大值.
當(dāng)n≥2時(shí),cn-cn-1=230-100×1.05n-2;
當(dāng)cn-cn-10,即230-100×1.05n-20時(shí),1.05n-22.3,得n19.1.
因此,當(dāng)2≤n≤19時(shí),cn-1cn,
于是當(dāng)n≥20時(shí),cncn-1.
所以c19=a19-b19≈827(元).
即在A公司工作比在B公司工作的月工資收入最多可以多827元.
[說(shuō)明]數(shù)列是一種特殊的函數(shù),定義域?yàn)檎麛?shù)集N+(或它的有限子集{1,2,3,…,n})的函數(shù),數(shù)列的通項(xiàng)公式就是相應(yīng)的函數(shù)解析式,因此,用函數(shù)的觀點(diǎn)去考察數(shù)列問題也是一種有效的途徑.
變式應(yīng)用4某企業(yè)由于受2011年國(guó)家財(cái)政緊縮政策的影響,預(yù)測(cè)2012年的月產(chǎn)值(萬(wàn)元)組成數(shù)列{an},滿足an=2n2-15n+3,問第幾個(gè)月的產(chǎn)值最少,最少是多少萬(wàn)元?
[解析]由題意知,實(shí)質(zhì)是求數(shù)列{an}的最小項(xiàng).
由于an=2n2-15n+3=2(n-)2-,
圖像如圖所示,由圖像知n=4時(shí),a4最小,a4=-25,即第4個(gè)月產(chǎn)值最少,最少為-25萬(wàn)元.
名師辨誤做答
[例5]已知an=a()n(a≠0且a為常數(shù)),試判斷數(shù)列{an}的單調(diào)性.
[誤解]∵an-an-1=a()n-a()n-1=-a()n0,
∴數(shù)列{an}為遞減數(shù)列.
[辨析]錯(cuò)誤原因是誤認(rèn)為a0,其實(shí)對(duì)非零實(shí)數(shù)a應(yīng)分a0和a0兩種情況討論.
[正解]∵an-an-1=-a()n(n≥2,n∈N*),
∴①當(dāng)a0時(shí),an-an-10,∴anan-1,
∴數(shù)列{an}是遞減數(shù)列.
②當(dāng)a0時(shí),an-an-10,∴anan-1,
∴數(shù)列{an}是遞增數(shù)列.
課堂鞏固訓(xùn)練
一、選擇題
1.已知數(shù)列{an},a1=1,an-an-1=n-1(n≥2),則a6=()
A.7B.11C.16D.17?
[答案]C?
[解析]∵a1=1,an-an-1=n-1(n≥2),
∴a2-a1=1,∴a2=a1+1=2,
∴a3-a2=2,∴a3=a2+2=4,?
∴a4-a3=3,∴a4=a3+3=7,?
∴a5-a4=4,∴a5=a4+4=11,?
∴a6-a5=5,∴a6=a5+5=16.
2.(2012濟(jì)南高二檢測(cè))數(shù)列{an}中,an=-n2+11n,則此數(shù)列最大項(xiàng)的值是()
A.B.30C.31D.32
[答案]B
[解析]an=-n2+11n=-(n-)2+,?
∵n∈N+,∴當(dāng)n=5或6時(shí),an取最大值30,故選B.
3.一給定函數(shù)y=f(x)的圖像在下列圖中,并且對(duì)任意a1∈(0,1),由關(guān)系式an+1=f(an)得到數(shù)列{an}滿足an+1an(n∈N+),則該函數(shù)的圖像是()
[答案]A
[解析]由關(guān)系式an+1=f(an)得到數(shù)列{an}滿足an+1an,可得f(an)an,即f(x)x.故要使該函數(shù)y=f(x)圖像上任一點(diǎn)(x,y)都滿足yx,圖像必在直線y=x的上方,所以A正確.
說(shuō)明:借用函數(shù)的圖像與性質(zhì)來(lái)研究數(shù)列時(shí),要注意函數(shù)的一般性及數(shù)列的特殊性之間的關(guān)系,不可不加區(qū)分,混為一談,表達(dá)時(shí)要清楚明白,數(shù)列問題有時(shí)用圖像來(lái)處理,往往可以使問題巧妙、簡(jiǎn)捷地獲得解決.
二、填空題
4.已知f(1)=2,f(n+1)=(n∈N+),則f(4)=.
[答案]
[解析]∵f(1)=2,f(n+1)=(n∈N+),?
∴f(2)==,
f(3)===,
f(4)===.
5.已知數(shù)列{an}中,an=an+m(a0,n∈N+)滿足a1=2,a2=4,則a3=.
[答案]2?
2=a+ma=2a=-1
[解析]∵a1=2,a2=4,?∴,∴(舍去)或,
4=a2+mm=0m=3
∴a3=(-1)3+3=2.
三、解答題
6.證明數(shù)列{}是遞減數(shù)列.?
[證明]令an=,
∴an+1-an=-
=-?
=-0,?
∴an+1an.所以數(shù)列{}是遞減數(shù)列.
課后強(qiáng)化作業(yè)
一、選擇題
1.已知數(shù)列{an}滿足an+1-an-3=0,則數(shù)列{an}是()
A.遞增數(shù)列B.遞減數(shù)列C.常數(shù)列D.不能確定
[答案]A?
[解析]由條件得an+1-an=30可知an+1an,
所以數(shù)列{an}是遞增數(shù)列.
2.設(shè)an=-n2+10n+11,則數(shù)列{an}的最大項(xiàng)為()?
A.5B.11C.10或11D.36
[答案]D
[解析]∵an=-n2+10n+11=-(n-5)2+36,
∴當(dāng)n=5時(shí),an取最大值36.
3.數(shù)列{an}中,a1=0,以后各項(xiàng)由公式a1a2a3…an=n2給出,則a3+a5等于()
A.B.C.D.
[答案]C?
[解析]∵a1a2a3…an=n2,?
∴a1a2a3=9,a1a2=4,∴a3=.?
同理a5=,∴a3+a5=+=.
4.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=lg1536-(n-1)lg2,則使得an0成立的最小正整數(shù)n的值為()
A.11B.13C.15D.12?
[答案]D?
[解析]lg1536-lg2n-10,lg1536lg2n-1,
即2n-11536,代入驗(yàn)證得答案為D.
5.已知數(shù)列{an}中,a1=1,a2=3,an=an-1+(n≥3),則a5=()
A.B.C.4D.5?
[答案]A?
[解析]a3=a2+=3+1=4.
a4=a3+=4+=.
a5=a4+=+=.
6.在數(shù)列{an}中,a1=1,anan-1=an-1+(-1)n(n≥2),則的值是()
A.B.C.D.
[答案]C
[解析]∵a1=1,∴a2=1+1=2,a3a2=a2+(-1)3=2+(-1)=1,∴a3=,
又a3a4=a3+(-1)4,∴a4=3,?
∵a4a5=a4+(-1)5=2,∴a5=,?
∴==.
7.已知Sk表示數(shù)列的前k項(xiàng)和,且Sk+Sk+1=ak+1(k∈N+),那么此數(shù)列是()
A.遞增數(shù)列B.遞減數(shù)列C.常數(shù)列D.擺動(dòng)數(shù)列
[答案]C
[解析]∵ak+1=Sk+1-Sk=Sk+Sk+1,
∴Sk=0(k∈N+).?
可知此數(shù)列每一項(xiàng)均為0,
即an=0是常數(shù)列.
8.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=()n-1[()n-1-1],則關(guān)于an的最大項(xiàng),最小項(xiàng)敘述正確的是()
A.最大項(xiàng)為a1,最小項(xiàng)為a3
B.最大項(xiàng)為a1,最小項(xiàng)不存在
C.最大項(xiàng)不存在,最小項(xiàng)為a3
D.最大項(xiàng)為a1,最小項(xiàng)為a4
[答案]A?
[解析]令t=()n-1,則它在N+上遞減且0t≤1,而an=t2-t,在0t≤時(shí)遞減,在t≥時(shí)遞增,且n=1時(shí),t=1,n=2時(shí),t=,n=3時(shí),t=,n=4時(shí),t=,且a4a3,故選A.
二、填空題
9.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式an=n2-4n-12(n∈N+),則
(1)這個(gè)數(shù)列的第四項(xiàng)是;?
(2)65是這個(gè)數(shù)列的第項(xiàng);?
(3)這個(gè)數(shù)列從第項(xiàng)起以后各項(xiàng)為正數(shù).
[答案]-12117
[解析](1)a4=42-4×4-12=-12.
(2)令65=n2-4n-12,∴n2-4n-77=0,?
∴n=11或n=-7(舍去).?
故65是這個(gè)數(shù)列的第11項(xiàng).?
(3)令n2-4n-120,得n6或n2.?
∴這個(gè)數(shù)列從第7項(xiàng)起各項(xiàng)為正數(shù).
10.已知數(shù)列{an}的通項(xiàng)an=(a、b、c都是正實(shí)數(shù)),則an與an+1的大小關(guān)系是.
[答案]an+1an
[解析]∵a,b,c均為實(shí)數(shù),f(x)==在(0,+∞)上是增函數(shù),故數(shù)列an=在n∈N+時(shí)為遞增數(shù)列,∴anan+1.
11.已知{an}是遞增數(shù)列,且對(duì)任意的自然數(shù)n(n≥1),都有an=n2+λn恒成立,則實(shí)數(shù)λ的取值范圍為.
[答案]λ-3
[解析]由{an}為遞增數(shù)列,得an+1-an=(n+1)2+λ(n+1)-n2-λn=2n+1+λ0恒成立,
即λ-2n-1在n≥1時(shí)恒成立,?
令f(n)=-2n-1,f(n)max=-3.
只需λf(n)max=-3即可.
12.若數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為an=-2n2+13n,關(guān)于該數(shù)列,有以下四種說(shuō)法:
(1)該數(shù)列有無(wú)限多個(gè)正數(shù)項(xiàng);(2)該數(shù)列有無(wú)限多個(gè)負(fù)數(shù)項(xiàng);(3)該數(shù)列的最大項(xiàng)就是函數(shù)f(x)=-2x2+13x的最大值;(4)-70是該數(shù)列中的一項(xiàng).?
其中正確的說(shuō)法有.(把所有正確的序號(hào)都填上)
[答案](2)(4)?
[解析]令-2n2+13n0,得0n,故數(shù)列{an}有6項(xiàng)是正數(shù)項(xiàng),有無(wú)限個(gè)負(fù)數(shù)項(xiàng).當(dāng)n=3時(shí),數(shù)列{an}取到最大值,而當(dāng)x=3.25時(shí)函數(shù)f(x)取到最大值.
令-2n2+13n=-70,得n=10,或n=-(舍去).即-70是該數(shù)列的第10項(xiàng).
三、解答題
13.已知數(shù)列1,2,,,,….
(1)寫出這個(gè)數(shù)列的一個(gè)通項(xiàng)公式an;
(2)判斷數(shù)列{an}的增減性.?
[解析](1)數(shù)列1,2,,,,….可變?yōu)?,,,,,?觀察該數(shù)列可知,每一項(xiàng)的分母恰與該項(xiàng)序號(hào)n對(duì)應(yīng),而分子比序號(hào)n的3倍少2,?∴an=.
(2)∵an==3-,
∴an+1=3-,?
∴an+1-an=3--3+=-=0,?∴an+1an.故數(shù)列{an}為遞增數(shù)列.
14.根據(jù)數(shù)列的通項(xiàng)公式,寫出數(shù)列的前5項(xiàng),并用圖像表示出來(lái).
(1)an=(-1)n+2;
(2)an=.
[解析](1)a1=1,a2=3,a3=1,a4=3,a5=1.圖像如圖1.?
(2)a1=2,a2=,a3=,a4=,a5=.圖像如圖2.?
15.已知數(shù)列{an},a1=2,an+1=2an,寫出數(shù)列的前4項(xiàng),猜想an,并加以證明.
[證明]由a1=2,an+1=2an,得
a2=2a1=4=22,a3=2a2=222=23,?
a4=2a3=223=24.?
猜想an=2n(n∈N+).?
證明如下:?
由a1=2,an+1=2an,?
得==…===2.?
∴an=…a1=22…22=2n.
16.已知函數(shù)f(x)=,設(shè)f(n)=an(n∈N+).求證:≤an1.
[解析]解法一:因?yàn)閍n-1=-1=-0,?
an-=-=≥0,?
所以≤an1.
解法二:an===1-1,?
an+1-an=-
=
=.?
由n∈N+得an+1-an0,即an+1an,
所以數(shù)列{an}是遞增數(shù)列.?
所以an的最小值為a1=,即an≥.
所以≤an1.
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等比數(shù)列教學(xué)案
俗話說(shuō),居安思危,思則有備,有備無(wú)患。準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生能夠在教學(xué)期間跟著互動(dòng)起來(lái),有效的提高課堂的教學(xué)效率。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎?下面是小編精心收集整理,為您帶來(lái)的《等比數(shù)列教學(xué)案》,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
第2課時(shí)等比數(shù)列的性質(zhì)
知能目標(biāo)解讀
1.結(jié)合等差數(shù)列的性質(zhì),了解等比數(shù)列的性質(zhì)和由來(lái).
2.理解等比數(shù)列的性質(zhì)及應(yīng)用.
3.掌握等比數(shù)列的性質(zhì)并能綜合運(yùn)用.
重點(diǎn)難點(diǎn)點(diǎn)撥
重點(diǎn):等比數(shù)列性質(zhì)的運(yùn)用.
難點(diǎn):等比數(shù)列與等差數(shù)列的綜合應(yīng)用.
學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
1.在等比數(shù)列中,我們隨意取出連續(xù)三項(xiàng)及以上的數(shù),把它們重新依次看成一個(gè)新的數(shù)列,則此數(shù)列仍為等比數(shù)列,這是因?yàn)殡S意取出連續(xù)三項(xiàng)及以上的數(shù),則以取得的第一個(gè)數(shù)為首項(xiàng),且仍滿足從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比都是同一個(gè)常數(shù),且這個(gè)常數(shù)量仍為原數(shù)列的公比,所以,新形成的數(shù)列仍為等比數(shù)列.
2.在等比數(shù)列中,我們?nèi)稳∠陆菢?biāo)成等差的三項(xiàng)及以上的數(shù),按原數(shù)列的先后順序排列所構(gòu)成的數(shù)列仍是等比數(shù)列,簡(jiǎn)言之:下角標(biāo)成等差,項(xiàng)成等比.我們不妨設(shè)從等比數(shù)列{an}中依次取出的數(shù)為ak,ak+m,ak+2m,ak+3m,…,則===…=qm(q為原等比數(shù)列的公比),所以此數(shù)列成等比數(shù)列.
3.如果數(shù)列{an}是等比數(shù)列,公比為q,c是不等于零的常數(shù),那么數(shù)列{can}仍是等比數(shù)列,且公比仍為q;?{|an|}?也是等比,且公比為|q|.我們可以設(shè)數(shù)列{an}的公比為q,且滿足=q,則==q,所以數(shù)列{can}仍是等比數(shù)列,公比為q.同理,可證{|an|}也是等比數(shù)列,公比為|q|.
4.在等比數(shù)列{an}中,若m+n=t+s且m,n,t,s∈N+則aman=atas.理由如下:因?yàn)閍man=a1qm-1a1qn-1
=a21qm+n-2,atas=a1qt-1a1qs-1=a21qt+s-2,又因?yàn)閙+n=t+s,所以m+n-2=t+s-2,所以aman=atas.從此性質(zhì)還可得到,項(xiàng)數(shù)確定的等比數(shù)列,距離首末兩端相等的兩項(xiàng)之積等于首末兩項(xiàng)之積.
5.若{an},{bn}均為等比數(shù)列,公比分別為q1,q2,則
(1){anbn}仍為等比數(shù)列,且公比為q1q2.
(2){}仍為等比數(shù)列,且公比為.
理由如下:(1)=q1q2,所以{anbn}仍為等比數(shù)列,且公比為q1q2;(2)=,
所以{}仍為等比數(shù)列,且公比為.
知能自主梳理
1.等比數(shù)列的項(xiàng)與序號(hào)的關(guān)系
(1)兩項(xiàng)關(guān)系
通項(xiàng)公式的推廣:
an=am(m、n∈N+).
(2)多項(xiàng)關(guān)系
項(xiàng)的運(yùn)算性質(zhì)
若m+n=p+q(m、n、p、q∈N+),
則aman=.
特別地,若m+n=2p(m、n、p∈N+),
則aman=.
2.等比數(shù)列的項(xiàng)的對(duì)稱性
有窮等比數(shù)列中,與首末兩項(xiàng)“等距離”的兩項(xiàng)之積等于首末兩項(xiàng)的積(若有中間項(xiàng)則等于中間項(xiàng)的平方),即a1an=a2=ak=a2(n為正奇數(shù)).
[答案]1.qn-mapaqa2p
2.an-1an-k+1
思路方法技巧
命題方向運(yùn)用等比數(shù)列性質(zhì)an=amqn-m(m、n∈N+)解題
[例1]在等比數(shù)列{an}中,若a2=2,a6=162,求a10.
[分析]解答本題可充分利用等比數(shù)列的性質(zhì)及通項(xiàng)公式,求得q,再求a10.
[解析]解法一:設(shè)公比為q,由題意得
a1q=2a1=a1=-
,解得,或.
a1q5=162q=3q=-3
∴a10=a1q9=×39=13122或a10=a1q9=-×(-3)9=13122.
解法二:∵a6=a2q4,
∴q4===81,
∴a10=a6q4=162×81=13122.
解法三:在等比數(shù)列中,由a26=a2a10得
a10===13122.
[說(shuō)明]比較上述三種解法,可看出解法二、解法三利用等比數(shù)列的性質(zhì)求解,使問題變得簡(jiǎn)單、明了,因此要熟練掌握等比數(shù)列的性質(zhì),在解有關(guān)等比數(shù)列的問題時(shí),要注意等比數(shù)列性質(zhì)的應(yīng)用.
變式應(yīng)用1已知數(shù)列{an}是各項(xiàng)為正的等比數(shù)列,且q≠1,試比較a1+a8與a4+a5的大小.
[解析]解法一:由已知條件a10,q0,且q≠1,這時(shí)
(a1+a8)-(a4+a5)=a1(1+q7-q3-q4)=a1(1-q3)(1-q4)
=a1(1-q)2(1+q+q2)(1+q+q2+q3)0,
顯然,a1+a8a4+a5.
解法二:利用等比數(shù)列的性質(zhì)求解.
由于(a1+a8)-(a4+a5)=(a1-a4)-(a5-a8)
=a1(1-q3)-a5(1-q3)=(1-q3)(a1-a5).
當(dāng)0q1時(shí),此正數(shù)等比數(shù)列單調(diào)遞減,1-q3與a1-a5同為正數(shù),
當(dāng)q1時(shí),此正數(shù)等比數(shù)列單調(diào)遞增,1-q3與a1-a5同為負(fù)數(shù),
∵(a1+a8)-(a4+a5)恒正.
∴a1+a8a4+a5.
命題方向運(yùn)用等比數(shù)列性質(zhì)aman=apaq(m,n,p,q∈N+,且m+n=p+q)解題
[例2]在等比數(shù)列{an}中,已知a7a12=5,則a8a9a10a11=()
A.10B.25C.50D.75
[分析]已知等比數(shù)列中兩項(xiàng)的積的問題,常常離不開等比數(shù)列的性質(zhì),用等比數(shù)列的性質(zhì)會(huì)大大簡(jiǎn)化運(yùn)算過(guò)程.
[答案]B
[解析]解法一:∵a7a12=a8a11=a9a10=5,∴a8a9a10a11=52=25.
解法二:由已知得a1q6a1q11=a21q17=5,
∴a8a9a10a11=a1q7a1q8a1q9a1q10=a41q34=(a21q17)2=25.
[說(shuō)明]在等比數(shù)列的有關(guān)運(yùn)算中,常常涉及次數(shù)較高的指數(shù)運(yùn)算,若按照常規(guī)解法,往往是建立a1,q的方程組,這樣解起來(lái)很麻煩,為此我們經(jīng)常結(jié)合等比數(shù)列的性質(zhì),進(jìn)行整體變換,會(huì)起到化繁為簡(jiǎn)的效果.
變式應(yīng)用2在等比數(shù)列{an}中,各項(xiàng)均為正數(shù),且a6a10+a3a5=41,a4a8=5,求a4+a8.
[解析]∵a6a10=a28,a3a5=a24,∴a28+a24=41.
又∵a4a8=5,an0,
∴a4+a8===.
探索延拓創(chuàng)新
命題方向等比數(shù)列性質(zhì)的綜合應(yīng)用
[例3]試判斷能否構(gòu)成一個(gè)等比數(shù)列{an},使其滿足下列三個(gè)條件:
①a1+a6=11;②a3a4=;③至少存在一個(gè)自然數(shù)m,使am-1,am,am+1+依次成等差數(shù)列,若能,請(qǐng)寫出這個(gè)數(shù)列的通項(xiàng)公式;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由.
[分析]由①②條件確定等比數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式,再驗(yàn)證是否符合條件③.
[解析]假設(shè)能夠構(gòu)造出符合條件①②的等比數(shù)列{an},不妨設(shè)數(shù)列{an}的公比為q,由條件①②及a1a6=a3a4,得
a1+a6=11a1=a1=
,解得,或
a1a6=a6=a6=.
a1=a1=
從而,或.
q=2q=
故所求數(shù)列的通項(xiàng)為an=2n-1或an=26-n.
對(duì)于an=2n-1,若存在題設(shè)要求的m,則
2am=am-1+(am+1+),得
2(2m-1)=2m-2+2m+,得
2m+8=0,即2m=-8,故符合條件的m不存在.
對(duì)于an=26-n,若存在題設(shè)要求的m,同理有
26-m-8=0,即26-m=8,∴m=3.
綜上所述,能夠構(gòu)造出滿足條件①②③的等比數(shù)列,通項(xiàng)為an=26-n.
[說(shuō)明]求解數(shù)列問題時(shí)應(yīng)注意方程思想在解題中的應(yīng)用.
變式應(yīng)用3在等差數(shù)列{an}中,公差d≠0,a2是a1與a4的等比中項(xiàng),已知數(shù)列a1,a3,ak1,ak2,…,akn,……成等比數(shù)列,求數(shù)列{kn}的通項(xiàng)kn.
[解析]由題意得a22=a1a4,
即(a1+d)2=a1(a1+3d),
又d≠0,∴a1=d.
∴an=nd.
又a1,a3,ak1,ak2,……,akn,……成等比數(shù)列,
∴該數(shù)列的公比為q===3.
∴akn=a13n+1.
又akn=knd,∴kn=3n+1.
所以數(shù)列{kn}的通項(xiàng)為kn=3n+1.
名師辨誤做答
[例4]四個(gè)實(shí)數(shù)成等比數(shù)列,且前三項(xiàng)之積為1,后三項(xiàng)之和為1,求這個(gè)等比數(shù)列的公比.
[誤解]設(shè)這四個(gè)數(shù)為aq-3,aq-1,aq,aq3,由題意得
a3q-3=1,①
aq-1+aq+aq3=1.②
由①得a=q,把a(bǔ)=q代入②并整理,得4q4+4q2-3=0,解得q2=或q2=-(舍去),故所求的公比為.
[辨析]上述解法中,四個(gè)數(shù)成等比數(shù)列,設(shè)其公比為q2,則公比為正數(shù),但題設(shè)并無(wú)此條件,因此導(dǎo)致結(jié)果有誤.
[正解]設(shè)四個(gè)數(shù)依次為a,aq,aq2,aq3,由題意得
(aq)3=1,①
aq+aq2+aq3=1.②
由①得a=q-1,把a(bǔ)=q-1代入②并整理,得4q2+4q-3=0,解得q=或q=-,故所求公比為或-.
課堂鞏固訓(xùn)練
一、選擇題
1.在等比數(shù)列{an}中,若a6=6,a9=9,則a3等于()
A.4B.C.D.3?
[答案]A?
[解析]解法一:∵a6=a3q3,
∴a3q3=6.?
a9=a6q3,
∴q3==.
∴a3==6×=4.
解法二:由等比數(shù)列的性質(zhì),得
a26=a3a9,
∴36=9a3,∴a3=4.
2.在等比數(shù)列{an}中,a4+a5=10,a6+a7=20,則a8+a9等于()
A.90B.30C.70D.40
[答案]D
[解析]∵q2==2,?
∴a8+a9=(a6+a7)q2=20q2=40.
3.如果數(shù)列{an}是等比數(shù)列,那么()?
A.數(shù)列{a2n}是等比數(shù)列B.數(shù)列{2an}是等比數(shù)列
C.數(shù)列{lgan}是等比數(shù)列D.數(shù)列{nan}是等比數(shù)列
[答案]A
[解析]數(shù)列{a2n}是等比數(shù)列,公比為q2,故選A.
二、填空題
4.若a,b,c既成等差數(shù)列,又成等比數(shù)列,則它們的公比為.?
[答案]1?
2b=a+c,
[解析]由題意知
b2=ac,
解得a=b=c,∴q=1.
5.在等比數(shù)列{an}中,公比q=2,a5=6,則a8=.?
[答案]48
[解析]a8=a5q8-5=6×23=48.
三、解答題
6.已知{an}為等比數(shù)列,且a1a9=64,a3+a7=20,求a11.?
[解析]∵{an}為等比數(shù)列,?
∴a1a9=a3a7=64,又a3+a7=20,?
∴a3,a7是方程t2-20t+64=0的兩個(gè)根.?
∴a3=4,a7=16或a3=16,a7=4,?
當(dāng)a3=4時(shí),a3+a7=a3+a3q4=20,?
∴1+q4=5,∴q4=4.?
當(dāng)a3=16時(shí),a3+a7=a3(1+q4)=20,
∴1+q4=,∴q4=.?
∴a11=a1q10=a3q8=64或1.
課后強(qiáng)化作業(yè)
一、選擇題
1.在等比數(shù)列{an}中,a4=6,a8=18,則a12=()
A.24B.30C.54D.108?
[答案]C?
[解析]∵a8=a4q4,∴q4===3,
∴a12=a8q4=54.
2.在等比數(shù)列{an}中,a3=2-a2,a5=16-a4,則a6+a7的值為()
A.124B.128C.130D.132
[答案]B?
[解析]∵a2+a3=2,a4+a5=16,?
又a4+a5=(a2+a3)q2,
∴q2=8.?
∴a6+a7=(a4+a5)q2=16×8=128.
3.已知{an}為等比數(shù)列,且an0,a2a4+2a3a5+a4a6=25,那么a3+a5等于()
A.5B.10C.15D.20?
[答案]A?
[解析]∵a32=a2a4,a52=a4a6,?
∴a32+2a3a5+a52=25,
∴(a3+a5)2=25,?
又∵an0,∴a3+a5=5.
4.在正項(xiàng)等比數(shù)列{an}中,a1和a19為方程x2-10x+16=0的兩根,則a8a10a12等于()
A.16B.32C.64D.256?
[答案]C?
[解析]由已知,得a1a19=16,?
又∵a1a19=a8a12=a102,
∴a8a12=a102=16,又an0,?
∴a10=4,
∴a8a10a12=a103=64.
5.已知等比數(shù)列{an}的公比為正數(shù),且a3a9=2a25,a2=1,則a1=()?
A.B.C.D.2?
[答案]B?
[解析]∵a3a9=a26,又∵a3a9=2a25,?
∴a26=2a25,∴()2=2,?
∴q2=2,∵q0,∴q=.
又a2=1,∴a1===.
6.在等比數(shù)列{an}中,anan+1,且a7a11=6,a4+a14=5,則等于()
A.B.C.D.6
[答案]A
a7a11=a4a14=6
[解析]∵
a4+a14=5
a4=3a4=2
解得或.
a14=2a14=3
又∵anan+1,∴a4=3,a14=2.
∴==.
7.已知等比數(shù)列{an}中,有a3a11=4a7,數(shù)列{bn}是等差數(shù)列,且b7=a7,則b5+b9等于()
A.2B.4C.8D.16
[答案]C
[解析]∵a3a11=a72=4a7,∵a7≠0,
∴a7=4,∴b7=4,
∵{bn}為等差數(shù)列,∴b5+b9=2b7=8.
8.已知0abc,且a,b,c成等比數(shù)列的整數(shù),n為大于1的整數(shù),則logan,logbn,logcn成
()
A.等差數(shù)列?B.等比數(shù)列?
C.各項(xiàng)倒數(shù)成等差數(shù)列?D.以上都不對(duì)?
[答案]C?
[解析]∵a,b,c成等比數(shù)列,∴b2=ac.?
又∵+=logna+lognc=lognac
=2lognb=,?
∴+=.
二、填空題
9.等比數(shù)列{an}中,an0,且a2=1+a1,a4=9+a3,則a5-a4等于.
[答案]27
[解析]由題意,得a2-a1=1,a4-a3=(a2-a1)q2=9,
∴q2=9,又an0,∴q=3.?
故a5-a4=(a4-a3)q=9×3=27.
10.已知等比數(shù)列{an}的公比q=-,則等于.
[答案]-3
[解析]=
==-3.
11.(2012株州高二期末)等比數(shù)列{an}中,an0,且a5a6=9,則log3a2+log3a9=.
[答案]2
[解析]∵an0,∴l(xiāng)og3a2+log3a9=log3a2a9
=log3a5a6=log39=log332=2.
12.(2011廣東文,11)已知{an}是遞增等比數(shù)列,a2=2,a4-a3=4,則此數(shù)列的公比q=.
[答案]2?
[解析]本題主要考查等比數(shù)列的基本公式,利用等比數(shù)列的通項(xiàng)公式可解得.
解析:a4-a3=a2q2-a2q=4,?
因?yàn)閍2=2,所以q2-q-2=0,解得q=-1,或q=2.
因?yàn)閍n為遞增數(shù)列,所以q=2.
三、解答題
13.在等比數(shù)列{an}中,已知a4a7=-512,a3+a8=124,且公比為整數(shù),求a10.
[解析]∵a4a7=a3a8=-512,
a3+a8=124a3=-4a3=128
∴,解得或.
a3a8=-512a8=128a8=-4
又公比為整數(shù),
∴a3=-4,a8=128,q=-2.
∴a10=a3q7=(-4)×(-2)7=512.
14.設(shè){an}是各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列,bn=log2an,若b1+b2+b3=3,b1b2b3=-3,求此等比數(shù)列的通項(xiàng)公式an.?
[解析]由b1+b2+b3=3,?
得log2(a1a2a3)=3,
∴a1a2a3=23=8,
∵a22=a1a3,∴a2=2,又b1b2b3=-3,
設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,得?
log2()log2(2q)=-3.
解得q=4或,
∴所求等比數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式為
an=a2qn-2=22n-3或an=25-2n.
15.某工廠2010年生產(chǎn)某種機(jī)器零件100萬(wàn)件,計(jì)劃到2012年把產(chǎn)量提高到每年生產(chǎn)121萬(wàn)件.如果每一年比上一年增長(zhǎng)的百分率相同,這個(gè)百分率是多少?2011年生產(chǎn)這種零件多少萬(wàn)件?.
[解析]設(shè)每一年比上一年增長(zhǎng)的百分率為x,則從2010年起,連續(xù)3年的產(chǎn)量依次為a1=100,a2=a1(1+x),a3=a2(1+x),即a1=100,a2=100(1+x),a3=100(1+x)2,成等比數(shù)列.
由100(1+x)2=121得(1+x)2=1.21,
∴1+x=1.1或1+x=-1.1,?
∴x=0.1或x=-2.1(舍去),?
a2=100(1+x)=110(萬(wàn)件),?
所以每年增長(zhǎng)的百分率為10%,2011年生產(chǎn)這種零件110萬(wàn)件.
16.等差數(shù)列{an}中,a4=10,且a3,a6,a10成等比數(shù)列.求數(shù)列{an}前20項(xiàng)的和S20.
[解析]設(shè)數(shù)列{an}的公差為d,則a3=a4-d=10-d,a6=a4+2d=10+2d,a10=a4+6d=10+6d.
由a3,a6,a10成等比數(shù)列得a3a10=a26,?
即(10-d)(10+6d)=(10+2d)2,?
整理得10d2-10d=0,解得d=0或d=1.
當(dāng)d=0時(shí),S20=20a4=200,?
當(dāng)d=1時(shí),a1=a4-3d=10-3×1=7,?
于是,S20=20a1+d=20×7+190=330.
《正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的圖象》教學(xué)案例
一位優(yōu)秀的教師不打無(wú)準(zhǔn)備之仗,會(huì)提前做好準(zhǔn)備,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是高中教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生們充分體會(huì)到學(xué)習(xí)的快樂,幫助高中教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。那么,你知道高中教案要怎么寫呢?下面是小編為大家整理的“《正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的圖象》教學(xué)案例”,僅供您在工作和學(xué)習(xí)中參考。
《正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的圖象》教學(xué)案例【案例背景】
在接到青年教師教學(xué)優(yōu)質(zhì)課比賽的任務(wù)沒多久,我又被級(jí)組賦予另一項(xiàng)艱巨而偉大的使命優(yōu)質(zhì)班會(huì)課評(píng)比。當(dāng)兩個(gè)優(yōu)質(zhì)課碰撞時(shí),也許就只能成全一個(gè)優(yōu)質(zhì)了!剛從班會(huì)優(yōu)質(zhì)課的賽場(chǎng)退下來(lái),還沒來(lái)得及喘口氣,便又匆忙的投入幾天后即將舉行的教學(xué)優(yōu)質(zhì)課。雖然我早已不是一位新手,我的年齡也正在踩線,青年教師的青春頭銜將不再屬于我,可是,面對(duì)教研處濃重組織的這場(chǎng)教學(xué)比賽,我還是心驚膽戰(zhàn)!一是對(duì)手實(shí)在太強(qiáng)大;二是已有好幾年沒有教高一;三是《三角函數(shù)》是個(gè)公認(rèn)不好講、不易出彩的內(nèi)容;四是我的準(zhǔn)備不充足,留給我的時(shí)間太少了。面對(duì)這么多的不利因素,我只能勇往直前,不怕失??!首先,確定主題。怎樣跳出三角函數(shù)那些枯燥的公式,平淡的性質(zhì),以學(xué)生為主體,新授課上出探究味呢?經(jīng)過(guò)思考、對(duì)比,唯有圖象,能當(dāng)此重任。它有形的直觀,有多媒體的動(dòng)態(tài),更有學(xué)生參與畫圖的空間。于是,我將主題定為正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的圖象。這是一個(gè)承前啟后的章節(jié),它的推導(dǎo)要利用前面講過(guò)的三角函數(shù)線,它的出現(xiàn)又將為后面研究性質(zhì)鋪路。這也是一個(gè)知識(shí)聯(lián)系豐富的內(nèi)容,從正弦到余弦,只需用誘導(dǎo)公式和圖象變換可以實(shí)現(xiàn);從三角函數(shù)線幾何法作圖,到簡(jiǎn)化的五點(diǎn)法作圖,再到靈活的圖象變換,方法多樣,內(nèi)涵豐富。另外,這節(jié)課的畫圖,需要強(qiáng)大的信息技術(shù)支持,課件的動(dòng)畫效果和設(shè)計(jì),直接影響到本課的難點(diǎn)突破。在這方面,我也花了大量心血,最終的課件效果令人滿意,被其他老師借用。分享是一種快樂和美德!
【案例描述】
本節(jié)課需要用到很多以前的知識(shí),比如,一開始給出正弦函數(shù)的定義,這需要以函數(shù)的定義為基礎(chǔ)。而函數(shù)概念放了很久,學(xué)生普遍會(huì)遺忘。再如,由正弦曲線圖象得出余弦曲線的圖象,要借助誘導(dǎo)公式五、六。畫正弦曲線的幾何方法,要利用正弦線。所以,在課前的學(xué)案中,我設(shè)計(jì)了【溫故知新】環(huán)節(jié),幫助學(xué)生回顧。本課還有一個(gè)難點(diǎn),畫正弦曲線時(shí)怎樣引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)想到三角函數(shù)線中的正弦線?從而用幾何法準(zhǔn)確作圖。為此,我又設(shè)計(jì)了一個(gè)鋪墊。用問題串來(lái)引導(dǎo),啟發(fā)學(xué)生如何準(zhǔn)確的畫出縱坐標(biāo),從一個(gè)具體的點(diǎn)入手,從而有效突破難點(diǎn)。
部分課堂實(shí)錄:
一.課題導(dǎo)入
師:同學(xué)們,通過(guò)前面的學(xué)習(xí),我們知道,當(dāng)角的概念推廣之后,在弧度制下,實(shí)數(shù)集與角的集合之間就形成了一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系,而當(dāng)角確定之后,正弦值隨之確定,余弦值也隨之確定,這樣,任意給定的一個(gè)實(shí)數(shù)x,有唯一確定的值sinx(或cosx)與之對(duì)應(yīng)。由這個(gè)法則所確定的函數(shù)y=sinx(或y=cosx)叫做正弦函數(shù)(或余弦函數(shù)).
師:正弦函數(shù)和余弦函數(shù)的定義域是多少?
生:定義域?yàn)镽.
師:在遇到一類新的函數(shù)時(shí),我們通常會(huì)先作出它的圖象,然后通過(guò)圖像來(lái)研究它的性質(zhì).
通過(guò)圖象可以研究函數(shù)的哪些性質(zhì)?
生:值域、單調(diào)性、奇偶性、最大值、最小值等.
師:這節(jié)課我們首先來(lái)研究正弦函數(shù)和余弦函數(shù)的圖象.
(教師板書,引出課題:正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的圖象)
師:在研究正弦函數(shù)和余弦函數(shù)圖象之前,請(qǐng)同學(xué)們觀看一個(gè)物理實(shí)驗(yàn).
(多媒體展示簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間關(guān)系圖象,讓學(xué)生經(jīng)歷從生活世界到科學(xué)世界,感受三角函數(shù)變化的特定規(guī)律,并從直觀上認(rèn)識(shí)正弦函數(shù)和余弦函數(shù)圖象.)
二.講授新課
1.利用單位圓中的正弦線作函數(shù)y=sinx,x[0,2]的圖象
師:以前我們用描點(diǎn)法作函數(shù)圖象的時(shí)候,一般分哪幾個(gè)步驟?
生:列表、描點(diǎn)、連線.
師:在[0,2p]范圍內(nèi)取哪些點(diǎn)?
生:取特殊角:等。
師:那么的值是精確值還是近似值?
師生共同討論總結(jié)描點(diǎn)法的弊端,當(dāng)x取值時(shí),y的值大都是近似值,加之作圖上的誤差,不易描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)的精確位置.
師:(進(jìn)一步提出問題)為了得到比較精確的正弦函數(shù)的圖象,如何從幾何的角度用圖形表示縱坐標(biāo)?
比如,怎樣用幾何法描出點(diǎn)?
(教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析:要作出比較精確的正弦函數(shù)的圖象,關(guān)鍵是要把列表中的點(diǎn)的縱坐標(biāo)精確的標(biāo)出來(lái),注意到點(diǎn)的縱坐標(biāo)其實(shí)都是正弦值,因此,問題轉(zhuǎn)化成如何在坐標(biāo)系中表示正弦值。結(jié)合在前面已經(jīng)學(xué)過(guò)的三角函數(shù)線三角函數(shù)線從形的角度刻畫了三角函數(shù)值的大小,這樣學(xué)生很自然的想到利用單位圓中的正弦線來(lái)表示點(diǎn)的的縱坐標(biāo)正弦值.)
生:學(xué)生先探索,然后上黑板展示她的成果。
(這樣設(shè)計(jì)比較自然,合理,符合學(xué)生認(rèn)知的基本規(guī)律.)
師:既然我們能夠利用正弦線準(zhǔn)確描點(diǎn),那么請(qǐng)同學(xué)們?cè)俣嗾乙恍c(diǎn),畫出正弦函數(shù)y=sinx,x?[0,2p]的圖象。
(留時(shí)間給學(xué)生作圖,教師巡視,學(xué)生畫好后投影展示,并請(qǐng)學(xué)生講解作圖步驟。)
師:在學(xué)生講解完后,教師再利用多媒體的動(dòng)畫效果演示一下作圖過(guò)程,加深印象。
(對(duì)作圖過(guò)程進(jìn)行小結(jié),讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)用正弦線描點(diǎn)的精確性)
師:我們知道正弦函數(shù)的定義域是R,但是剛才得到的僅僅是[0,2]上的圖象.
提出問題:如何由y=sinx,x?[0,2p]的圖象得到y(tǒng)=sinx,x?R的圖象.
2.由函數(shù)y=sinx,x[0,2]的圖象得到函數(shù)y=sinx,xR的圖象
教師結(jié)合圖形,引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)研究[2,4]上的圖象,讓學(xué)生觀察,發(fā)現(xiàn):[2,4]上的圖象和[0,2]上的圖象都是由相同的正弦線通過(guò)平移過(guò)去得到的,因此,[2,4]上的圖象和[0,2]上的圖象在形狀上是完全一樣的,只是位置不同,即要得到[2,4]上的圖象只需把[0,2]上的圖象像右平移2個(gè)單位,其他區(qū)間上的圖象也可以用類似的方法得到.
師生形成共識(shí):把函數(shù)y=sinx,x[0,2]的圖象沿x軸左右平移,每次平移2個(gè)單位,就可以得到y(tǒng)=sinx,xR的圖象.
師:多媒體演示由y=sinx,x[0,2]的圖象得到y(tǒng)=sinx,xR的圖象的過(guò)程.
師:(小結(jié))由y=sinx,x[0,2]的圖象得到y(tǒng)=sinx,xR的圖象的過(guò)程中,我們實(shí)際上根據(jù)的是誘導(dǎo)公式一:sin(x+2kp)=sinx,k?Z.
(先讓學(xué)生從直觀上感受[2,4]上的圖象,再用誘導(dǎo)公式一從理論的高度上解釋、認(rèn)識(shí),學(xué)生較容易接受,如果一下就利用誘導(dǎo)公式一來(lái)解釋由y=sinx,x[0,2]的圖象得到y(tǒng)=sinx,xR的圖象的過(guò)程,比較抽象,學(xué)生不易理解)
由正弦函數(shù)的圖象得到余弦函數(shù)的圖象
師:(過(guò)渡)到這里,我們這節(jié)課的第一個(gè)問題正弦函數(shù)的圖象就解決了,對(duì)于余弦函數(shù)的圖象,我們是否可以用類似的方法來(lái)研究?
生:可以,但比較麻煩.
師:想走捷徑,就得利用前人的成果!能否以正弦函數(shù)的圖象為基礎(chǔ),結(jié)合誘導(dǎo)公式快速作出余弦函數(shù)的圖象?
探究:你能根據(jù)誘導(dǎo)公式,以正弦函數(shù)的圖象為基礎(chǔ),通過(guò)適當(dāng)?shù)膱D象變換得到余弦函數(shù)的圖象嗎?
(教師組織學(xué)生討論、交流引導(dǎo)學(xué)生利用誘導(dǎo)公式由正弦函數(shù)的圖象得出余弦函數(shù)的圖象,并動(dòng)態(tài)演示過(guò)程.)
師:我們學(xué)過(guò)的哪個(gè)誘導(dǎo)公式能夠?qū)崿F(xiàn)正弦和余弦的互化?是需要把正弦化余弦,還是余弦化正弦?
生1:把余弦化正弦,;
師:(繼續(xù)引導(dǎo))還有沒有其它的誘導(dǎo)公式能夠?qū)崿F(xiàn)余弦化正弦?
生2:;
師:(對(duì)學(xué)生的回答表示肯定與贊賞)非常好!要作的圖象,只要作或的圖象。從函數(shù)圖象變換的角度考慮,如何由y=sinx的圖象得到或的圖象,哪一個(gè)更簡(jiǎn)單?
生:由y=sinx的圖象得到的圖象,需要經(jīng)過(guò)兩次圖象變換,而由y=sinx的圖象得到的圖象只要經(jīng)過(guò)一次變換即向左平移個(gè)單位,所以后者更簡(jiǎn)單.
師:這樣,我們通過(guò)平移,就得到了余弦函數(shù)的圖象.
(通過(guò)探究,使學(xué)生從函數(shù)解析式之間的關(guān)系思考函數(shù)圖象之間的關(guān)系,進(jìn)而學(xué)習(xí)通過(guò)圖象變換畫余弦函數(shù)圖象的方法,向?qū)W生滲透化歸轉(zhuǎn)化的數(shù)學(xué)思想).
4.用五點(diǎn)法作正弦函數(shù)的簡(jiǎn)圖
師:我們?cè)谧髡液瘮?shù)y=sinx,x[0,2]的圖象時(shí),描出了12個(gè)點(diǎn),但其中起關(guān)鍵作用的點(diǎn)是哪些?分別說(shuō)出它們的坐標(biāo)。
(學(xué)生回答,教師動(dòng)畫演示)
師:在精確度要求不高的情況下,我們常用五點(diǎn)畫圖法作出正弦函數(shù)的簡(jiǎn)圖。
師:你們能類比說(shuō)出余弦函數(shù)的五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)嗎?
(師生一起總結(jié):五點(diǎn)作圖法是我們畫三角函數(shù)簡(jiǎn)圖的基本方法。
師:(小結(jié))到這里,我們這節(jié)課的兩個(gè)問題就都解決了.我們主要是學(xué)習(xí)了作三角函數(shù)圖象的兩種方法:利用三角函數(shù)線作正弦函數(shù)的圖象和利用五點(diǎn)法作正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的簡(jiǎn)圖.用三角函數(shù)線作函數(shù)的圖象雖然精確但比較麻煩,在今后的學(xué)習(xí)中,我們更多的是用五點(diǎn)法,它更實(shí)用.
下面我們就一起用五點(diǎn)法來(lái)作與正弦函數(shù)和余弦函數(shù)有關(guān)的簡(jiǎn)單函數(shù)的圖象.
三.典例講解
示例1:(1)用五點(diǎn)法作函數(shù)y=1+sinx,x[0,2]上的簡(jiǎn)圖;
(2)用五點(diǎn)法作函數(shù)y=-cosx,x[0,2]上的簡(jiǎn)圖.
(對(duì)于(1),教師重點(diǎn)、詳細(xì)講解,并多媒體演示過(guò)程,對(duì)于(2),則由學(xué)生練習(xí),獨(dú)立完成.)
師:(進(jìn)一步提出思考,引導(dǎo)學(xué)生從圖象變換的角度了解圖象間的關(guān)系)你能否從函數(shù)圖象變換的角度出發(fā),利用y=sinx,x?[0,2p]的圖象,得到y(tǒng)=1+sinx,x?[0,2p]的圖象?同樣的,如何利用y=cosx,x?[0,2p]的圖象,得到y(tǒng)=-cosx,x?[0,2p]的圖象?
2、鞏固練習(xí)
四、課堂小結(jié)
師:這節(jié)課的研究學(xué)習(xí)就到這里了,請(qǐng)大家回顧一下這節(jié)課的探索和收獲.
生1:我們學(xué)習(xí)了用三角函數(shù)線作圖,五點(diǎn)法作圖;
生2:復(fù)習(xí)了誘導(dǎo)公式,并利用誘導(dǎo)公式從正弦函數(shù)圖象變換得到余弦函數(shù)的圖象。
師:(在學(xué)生自行總結(jié)的基礎(chǔ)上補(bǔ)充總結(jié))說(shuō)的好!這些正是這節(jié)課的重點(diǎn)所在.
酶的特性
第五章第1節(jié)降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶
二、酶的特性
一、教材分析
本節(jié)課主要講述酶在生物新陳代謝中的重要作用及其生理特性,教材對(duì)酶的本質(zhì)和特性作了重點(diǎn)介紹。本章本節(jié)課內(nèi)容是高二生物教材的重難點(diǎn)內(nèi)容。自然界中的一切生命現(xiàn)象皆與酶的活動(dòng)有關(guān)。在本章節(jié)中通過(guò)探索驗(yàn)證酶的特性的教學(xué)過(guò)程,培養(yǎng)學(xué)生建立科學(xué)的思維方法和研究精神。
二、教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)目標(biāo):學(xué)會(huì)控制自變量,觀察和檢測(cè)因變量的變化及設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。
2、能力目標(biāo):學(xué)會(huì)用準(zhǔn)確的語(yǔ)言闡明實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果。
概述溫度和pH影響酶的活性。
4、情感態(tài)度價(jià)值觀:體驗(yàn)科學(xué)探究過(guò)程,領(lǐng)悟科學(xué)探究方法,體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)合作精神。
二、教學(xué)重點(diǎn):
1、學(xué)會(huì)控制自變量,觀察和檢測(cè)因變量的變化及設(shè)置對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組。
2、學(xué)會(huì)用準(zhǔn)確的語(yǔ)言闡明實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)果。
三、教學(xué)難點(diǎn):
確定和控制對(duì)照實(shí)驗(yàn)中的自變量和無(wú)關(guān)變量,觀察和檢測(cè)因變量的變化。
四、學(xué)情分析
學(xué)生通過(guò)上一節(jié)課的學(xué)習(xí)已經(jīng)有了實(shí)驗(yàn)操作基礎(chǔ),這節(jié)課的三個(gè)實(shí)驗(yàn)是在前面的基礎(chǔ)上完成的,所以學(xué)生對(duì)此并不陌生。
五、教學(xué)方法
1.實(shí)驗(yàn)法:比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解。
2.學(xué)案導(dǎo)學(xué):見后面的學(xué)案。
3.新授課教學(xué)基本環(huán)節(jié):預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑→情境導(dǎo)入、展示目標(biāo)→合作探究、精講點(diǎn)撥→反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè)→發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)
六、課前準(zhǔn)備
實(shí)驗(yàn)材料用具的準(zhǔn)備、課件制作、學(xué)生預(yù)習(xí)有關(guān)內(nèi)容
七、課時(shí)安排:1課時(shí)
八、教學(xué)過(guò)程
(一)預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
檢查落實(shí)了學(xué)生的預(yù)習(xí)情況并了解了學(xué)生的疑惑,使教學(xué)具有了針對(duì)性。
(二)情景導(dǎo)入、展示目標(biāo)。
教師:通過(guò)復(fù)習(xí)上節(jié)課的內(nèi)容---酶的高效性的實(shí)驗(yàn),導(dǎo)入新課。
提問:酶的催化效率如此高效,酶能否催化任意一個(gè)化學(xué)反應(yīng)?
(三)合作探究、精講點(diǎn)撥。
探究一:酶的專一性
教師演示“淀粉酶對(duì)淀粉和蔗糖的水解作用”實(shí)驗(yàn),學(xué)生邊看邊做此實(shí)驗(yàn),仔細(xì)觀察根據(jù)現(xiàn)象可知:淀粉酶只能催化淀粉水解,而不能催化蔗糖水解。說(shuō)明生物體內(nèi)某些酶只能催化某些分子結(jié)構(gòu)相近的物質(zhì),而不能催化所有物質(zhì)。如二肽酶能水解任意兩種氨基酸組成的二肽。所以,每一種酶只能催化一種或一類化合物。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以得出這樣的結(jié)論:酶的催化作用具有專一性。
提問:酶所催化的反應(yīng)是不是在任何條件下都能發(fā)揮作用呢?
探究二:溫度和PH值對(duì)酶活動(dòng)的影響
1.實(shí)驗(yàn)分組和實(shí)驗(yàn)材料的選擇
將學(xué)生分組,兩小組探究溫度對(duì)酶活性的影響,另兩組探究pH對(duì)酶活性的影響。
引導(dǎo)學(xué)生對(duì)酶材料進(jìn)行選擇。向?qū)W生展示α—淀粉酶(工業(yè)用酶,適宜溫度60℃),還有新鮮的肝臟研磨液,提問:肝臟研磨液里主要包含那種酶?
問:如果選用過(guò)氧化氫酶來(lái)探究溫度對(duì)酶的影響,合適不合適?
教師補(bǔ)充:如果我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中設(shè)置高溫條件,溫度不僅會(huì)對(duì)酶的活性產(chǎn)生影響,還會(huì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)本身的速率產(chǎn)生影響。這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)就不夠嚴(yán)密。建議用α—淀粉酶來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響,用過(guò)氧化氫酶來(lái)探究PH對(duì)酶活性的影響。
引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所選材料對(duì)要探究的問題做出假設(shè)。
指出:控制好變量對(duì)于設(shè)計(jì)一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、可行性?qiáng)的實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)尤為重要。在大屏幕上列出思考問題:
(1)你所設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的自變量是什么?如何控制?
(2)實(shí)驗(yàn)的因變量是什么?反映因變量的指標(biāo)是?如何對(duì)其指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)?
(3)無(wú)關(guān)變量有哪些?如何進(jìn)行控制?
應(yīng)遵循的原則:對(duì)照原則
單一變量原則
等量原則和控制無(wú)關(guān)變量
2.實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)和討論
在學(xué)生討論、互評(píng)的基礎(chǔ)上,總結(jié)出比較合理完善的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),將方案展示如下:
溫度組:
⑴取六支潔凈的試管,分別標(biāo)號(hào)1,2,3,4,5和6。
⑵向1~3號(hào)試管中各加入1mlα—淀粉酶溶液,向4~6號(hào)試管中各加入2ml淀粉溶液。
⑶將1號(hào)和4號(hào)試管放入0℃冰水浴中,2號(hào)和5號(hào)試管放入60℃水浴中,3號(hào)和6號(hào)試管放入100℃沸水浴中,均保溫5分鐘。
⑷分別將置于相同溫度下的兩支試管中的溶液混合均勻,仍然分別在0℃、60℃、100℃條件下保溫,讓混合液反應(yīng)5分鐘。
⑸將反應(yīng)后的三支試管取出,分別加入等量碘液,震蕩搖勻,觀察溶液顏色變化,是否變藍(lán)及變藍(lán)程度,記錄下來(lái)。
pH組:
⑴取六支潔凈的試管,分別標(biāo)號(hào)1,2,3,4,5和6。
⑵向1~3號(hào)試管中各加入2ml肝臟研磨液,向
4~6號(hào)試管中各加入2mlH2O2溶液。
⑶向1號(hào)和4號(hào)試管中各加入2滴5%的NaOH溶液,向2號(hào)和5號(hào)試管中各加入2滴蒸餾水,向3號(hào)和6號(hào)試管中各加入2滴5%的鹽酸溶液,靜置2分鐘。
⑷分別將1號(hào)和4號(hào)、2號(hào)和5號(hào)、3號(hào)和6號(hào)試管中的溶液混合,震蕩,觀察混合后的三支試管中氣泡產(chǎn)生的劇烈程度和氣泡生成量的多少,記錄。
3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論
如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯,引導(dǎo)學(xué)生共同討論分析、總結(jié)原因。如:①試劑量取、混合等實(shí)驗(yàn)步驟操作是否規(guī)范;②在先后取不同試劑時(shí),量筒有無(wú)清洗干凈;③在酶與底物混合后,有無(wú)在與混合前相同的條件下給予充分的反應(yīng)時(shí)間。等等。
4.得出結(jié)論
每種酶都有發(fā)揮自己活性的最適溫度和最適pH,當(dāng)溫度過(guò)高或者是過(guò)低,酶的活性都會(huì)下降,且高溫可以使酶永久失活,pH過(guò)酸或者是過(guò)堿,酶的活性也都會(huì)下降。
5.拓展延伸:如果給一個(gè)未知的酶,如何測(cè)定它發(fā)揮活性的最適溫度和最適pH?
(四)反思總結(jié),當(dāng)堂檢測(cè)。
教師組織學(xué)生反思總結(jié)本節(jié)課的主要內(nèi)容,并進(jìn)行當(dāng)堂檢測(cè)。
設(shè)計(jì)意圖:引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)并對(duì)所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)單的反饋糾正。(課堂實(shí)錄)
(五)發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置預(yù)習(xí)。
完成本節(jié)的課后練習(xí)及課后延伸拓展作業(yè)。
設(shè)計(jì)意圖:布置下節(jié)課的預(yù)習(xí)作業(yè),并對(duì)本節(jié)課鞏固提高。教師課后及時(shí)批閱本節(jié)的延伸拓展訓(xùn)練。
九、板書設(shè)計(jì)
一、酶的專一性
二、酶的作用條件較溫和
十、教學(xué)反思
1、這節(jié)課是根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)“培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng),倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”而設(shè)計(jì)的。筆者在本節(jié)課中設(shè)計(jì)了三個(gè)不同方式、不同程度的探究實(shí)驗(yàn),一個(gè)是實(shí)驗(yàn)錄像的觀察,另一個(gè)是利用課件模擬酶的專一性實(shí)驗(yàn),第三個(gè)是實(shí)際的實(shí)驗(yàn)探究。第二、第三個(gè)實(shí)驗(yàn)是在學(xué)生已掌握的實(shí)驗(yàn)一的方法后,在進(jìn)一步的思考與討論中開展的。目的是做到既關(guān)注知識(shí)結(jié)論,更關(guān)注知識(shí)的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程,突出學(xué)生學(xué)習(xí)的主體地位。
2、酶的專一性和酶所需的作用條件實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)比較靈活,需要和物質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,難度較大,宜以課題小組的形式進(jìn)行討論。另外,由于受儀器設(shè)備的限制,對(duì)于酶的催化作用的原理不宜探究過(guò)深。
3、新課標(biāo)的理念,在于突出發(fā)現(xiàn)的過(guò)程,學(xué)習(xí)的過(guò)程,發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性,調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維能力。而通過(guò)重現(xiàn)和虛擬手段模擬生命現(xiàn)象,是生物科學(xué)的一種重要研究方法。在本節(jié)課中,通過(guò)虛擬實(shí)驗(yàn)操作模擬酶的專一性實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程,把抽象復(fù)雜的生命現(xiàn)象,轉(zhuǎn)化為直觀具體、肉眼可見的過(guò)程,既有利于學(xué)生理解掌握,同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力和與人合作交流的能力。
等比數(shù)列學(xué)案
第3課時(shí)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和
知能目標(biāo)解讀
1.掌握等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)方法--錯(cuò)位相減法,并能用其思想方法求某類特殊數(shù)列的前n項(xiàng)和.
2.掌握等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式以及性質(zhì),并能應(yīng)用公式解決有關(guān)等比數(shù)列前n項(xiàng)的問題.在應(yīng)用時(shí),特別要注意q=1和q≠1這兩種情況.
3.能夠利用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式解決有關(guān)的實(shí)際應(yīng)用問題.
重點(diǎn)難點(diǎn)點(diǎn)撥
重點(diǎn):掌握等比數(shù)列的求和公式,會(huì)用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式解決有關(guān)問題.
難點(diǎn):研究等比數(shù)列的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),推導(dǎo)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和的公式及公式的靈活運(yùn)用.
學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)
1.等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式
(1)設(shè)等比數(shù)列{an},其首項(xiàng)為a1,公比為q,則其前n項(xiàng)和公式為
na1(q=1)
Sn=.
(q≠1)
也就是說(shuō),公比為q的等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式是q的分段函數(shù)的一系列函數(shù)值,分段的界限是在q=1處.因此,使用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式,必須要弄清公比q是可能等于1還是不等于1,如果q可能等于1,則需分q=1和q≠1進(jìn)行討論.
(2)等比數(shù)列{an}中,當(dāng)已知a1,q(q≠1),n時(shí),用公式Sn=,當(dāng)已知a1,q(q≠1),an時(shí),用公式Sn=.
2.等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)
除課本上用錯(cuò)位相減法推導(dǎo)求和公式外,還可以用下面的方法推導(dǎo).
(1)合比定理法
由等比數(shù)列的定義知:==…==q.
當(dāng)q≠1時(shí),=q,即=q.
故Sn==.
當(dāng)q=1時(shí),Sn=na1.
(2)拆項(xiàng)法
Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1=a1+q(a1+a1q+…+a1qn-2)=a1+qSn-1=a1+q(Sn-an)
當(dāng)q≠1時(shí),Sn==.
當(dāng)q=1時(shí),Sn=na1.
(3)利用關(guān)系式Sn-Sn-1=an(n≥2)
∵當(dāng)n≥2時(shí),Sn=a1+a2+a3+…+an=a1+q(a1+a2+…+an-1)=a1+qSn-1
∴Sn=a1+q(Sn-an)
即(1-q)Sn=a1(1-qn)
當(dāng)q≠1時(shí),有Sn=,
當(dāng)q=1時(shí),Sn=na1.
注意:
(1)錯(cuò)位相減法,合比定理法,拆項(xiàng)法及an與Sn的關(guān)系的應(yīng)用,在今后解題中要時(shí)常用到,要領(lǐng)會(huì)這些技巧.
(2)錯(cuò)位相減法適用于{an}為等差數(shù)列,{bn}為等比數(shù)列,求{anbn}的前n項(xiàng)和.
3.等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的應(yīng)用
(1)衡量等比數(shù)列的量共有五個(gè):a1,q,n,an,Sn.由方程組知識(shí)可知,解決等比數(shù)列問題時(shí),這五個(gè)量中只要已知其中的任何三個(gè),就可以求出其他兩個(gè)量.
(2)公比q是否為1是考慮等比數(shù)列問題的重要因素,在求和時(shí),注意分q=1和q≠1的討論.
4.等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式與函數(shù)的關(guān)系
(1)當(dāng)公比q≠1時(shí),令A(yù)=,則等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式可寫成Sn=-Aqn+A的形式.由此可見,非常數(shù)列的等比數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn是由關(guān)于n的一個(gè)指數(shù)式與一個(gè)常數(shù)的和構(gòu)成的,而指數(shù)式的系數(shù)與常數(shù)項(xiàng)互為相反數(shù).
當(dāng)公比q=1時(shí),因?yàn)閍1≠0,所以Sn=na1是n的正比例函數(shù)(常數(shù)項(xiàng)為0的一次函數(shù)).
(2)當(dāng)q≠1時(shí),數(shù)列S1,S2,S3,…,Sn,…的圖像是函數(shù)y=-Aqx+A圖像上的一群孤立的點(diǎn).當(dāng)q=1時(shí),數(shù)列S1,S2,S3,…,Sn,…的圖像是正比例函數(shù)y=a1x圖像上的一群孤立的點(diǎn).
知能自主梳理
1.等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式
(1)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,當(dāng)公比q≠1時(shí),Sn==;當(dāng)q=1時(shí),Sn=.
(2)推導(dǎo)等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的方法是.
2.公式特點(diǎn)
(1)若數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn=p(1-qn)(p為常數(shù)),且q≠0,q≠1,則數(shù)列{an}為.
(2)在等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式中共有a1,an,n,q,Sn五個(gè)量,在這五個(gè)量中知求.
[答案]1.(1)na1(2)錯(cuò)位相減法
2.(1)等比數(shù)列(2)三二
思路方法技巧
命題方向等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的應(yīng)用
[例1]設(shè)數(shù)列{an}是等比數(shù)列,其前n項(xiàng)和為Sn,且S3=3a3,求此數(shù)列的公比q.
[分析]應(yīng)用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式時(shí),注意對(duì)公比q的討論.
[解析]當(dāng)q=1時(shí),S3=3a1=3a3,符合題目條件;
當(dāng)q≠1時(shí),=3a1q2,
因?yàn)閍1≠0,所以1-q3=3q2(1-q),
2q3-3q2+1=0,(q-1)2(2q+1)=0,
解得q=-.
綜上所述,公比q的值是1或-.
[說(shuō)明](1)在等比數(shù)列中,對(duì)于a1,an,q,n,Sn五個(gè)量,已知其中三個(gè)量,可以求得其余兩個(gè)量.
(2)等比數(shù)列前n項(xiàng)和問題,必須注意q是否等于1,如果不確定,應(yīng)分q=1或q≠1兩種情況討論.
(3)等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式中,當(dāng)q≠1時(shí),若已知a1,q,n利用Sn=來(lái)求;若已知a1,an,q,利用Sn=來(lái)求.
變式應(yīng)用1在等比數(shù)列{an}中,已知S3=,S6=,求an.
[解析]∵S6=,S3=,
∴S6≠2S3,∴q≠1.
=①
∴
=②
②÷①得1+q3=9,∴q=2.
將q=2代入①,得a1=,
∴an=a1qn-1=2n-2.
命題方向等比數(shù)列前n項(xiàng)的性質(zhì)
[例2]在等比數(shù)列{an}中,已知Sn=48,S2n=60,求S3n.
[分析]利用等比數(shù)列前n項(xiàng)的性質(zhì)求解.
[解析]∵{an}為等比數(shù)列,∴Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也成等比數(shù)列,
∴(S2n-Sn)2=Sn(S3n-S2n)
∴S3n=+S2n=+60=63.
[說(shuō)明]等比數(shù)列連續(xù)等段的和若不為零時(shí),則連續(xù)等段的和仍成等比數(shù)列.
變式應(yīng)用2等比數(shù)列{an}中,S2=7,S6=91,求S4.
[解析]解法一:∵{an}為等比數(shù)列,∴S2,S4-S2,S6-S4也為等比數(shù)列,
∴(S4-7)2=7×(91-S4),解得S4=28或-21.
∵S4=a1+a2+a3+a4=a1+a2+a1q2+a2q2=S2+S2q2=S2(1+q2)0,
∴S4=28.
解法二:∵S2=7,S6=91,∴q≠1.
=7①?
∴
=91②
得q4+q2-12=0,∴q2=3,
∴q=±.
當(dāng)q=時(shí),a1=,
∴S4==28.
當(dāng)q=-時(shí),a1=-,
∴S4==28.
探索延拓創(chuàng)新
命題方向等比數(shù)列前n項(xiàng)和在實(shí)際問題中的應(yīng)用
[例3]某公司實(shí)行股份制,一投資人年初入股a萬(wàn)元,年利率為25%,由于某種需要,從第二年起此投資人每年年初要從公司取出x萬(wàn)元.
(1)分別寫出第一年年底,第二年年底,第三年年底此投資人在該公司中的資產(chǎn)本利和;
(2)寫出第n年年底,此投資人的本利之和bn與n的關(guān)系式(不必證明);
(3)為實(shí)現(xiàn)第20年年底此投資人的本利和對(duì)于原始投資a萬(wàn)元恰好翻兩番的目標(biāo),若a=395,則x的值應(yīng)為多少?(在計(jì)算中可使用lg2≈0.3)
[解析](1)第一年年底本利和為a+a25%=1.25a,
第二年年底本利和為(1.25a-x)+(1.25a-x)×25%=1.252a-1.25x,
第三年年底本利和為(1.252a-1.25x-x)+(1.252a-1.25x-x)25%=1.253a-(1.252+1.25)x.
(2)第n年年底本利和為
bn=1.25na-(1.25n-1+1.25n-2+…+1.25)x.
(3)依題意,有
395×1.2520-(1.2519+1.2518+…+1.25)x=4×395,
∴x=
=.①
設(shè)1.2520=t,∴l(xiāng)gt=20lg()=20(1-3lg2)=2.
∴t=100,代入①解得x=96.
變式應(yīng)用3某大學(xué)張教授年初向銀行貸款2萬(wàn)元用于購(gòu)房,銀行貨款的年利息為10%,按復(fù)利計(jì)算(即本年的利息計(jì)入次年的本金生息).若這筆款要分10年等額還清,每年年初還一次,并且以貸款后次年年初開始?xì)w還,問每年應(yīng)還多少元?
[解析]第1次還款x元之后到第2次還款之日欠銀行
20000(1+10%)-x=20000×1.1-x,
第2次還款x元后到第3次還款之日欠銀行[20000(1+10%)-x](1+10%)-x
=20000×1.12-1.1x-x,
…
第10次還款x元后,還欠銀行20000×1.110-1.19x-1.18x-…-x,
依題意得,第10次還款后,欠款全部還清,故可得
20000×1.110-(1.19+1.18+…+1)x=0,
解得x=≈3255(元).
名師辨誤做答
[例4]求數(shù)列1,a+a2,a3+a4+a5,a6+a7+a8+a9,…的前n項(xiàng)和.
[誤解]所求數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn=1+a+a2+a3+…+a
=.
[辨析]所給數(shù)列除首項(xiàng)外,每一項(xiàng)都與a有關(guān),而條件中沒有a的范圍,故應(yīng)對(duì)a進(jìn)行討論.
[正解]由于所給數(shù)列是在數(shù)列1,a,a2,a3,…中依次取出1項(xiàng),2項(xiàng),3項(xiàng),4項(xiàng),……的和所組成的數(shù)列.因而所求數(shù)列的前n項(xiàng)和中共含有原數(shù)列的前(1+2+…+n)項(xiàng).所以Sn=1+a+a2+…+a.①當(dāng)a=0時(shí),Sn=1.②當(dāng)a=1時(shí),Sn=.③當(dāng)a≠0且a≠1時(shí),Sn=.
課堂鞏固訓(xùn)練
一、選擇題
1.等比數(shù)列{an}的公比q=2,前n項(xiàng)和為Sn,則=()
A.2B.4C.D.?
[答案]C
[解析]由題意得==.故選C.
2.等比數(shù)列{an}的前3項(xiàng)和等于首項(xiàng)的3倍,則該等比數(shù)列的公比為()?
A.-2B.1C.-2或1D.2或-1?
[答案]C
[解析]由題意可得,a1+a1q+a1q2=3a1,?
∴q2+q-2=0,∴q=1或q=-2.
3.等比數(shù)列{2n}的前n項(xiàng)和Sn=()
A.2n-1B.2n-2C.2n+1-1D.2n+1-2?
[答案]D?
[解析]等比數(shù)列{2n}的首項(xiàng)為2,公比為2.?
∴Sn===2n+1-2,故選D.
二、填空題
4.若數(shù)列{an}滿足:a1=1,an+1=2an(n∈N+),則a5=;前8項(xiàng)的和S8=.(用數(shù)字作答)
[答案]16255?
[解析]考查等比數(shù)列的通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式.?
q==2,a5=a1q4=16,
S8==28-1=255.
5.在等比數(shù)列{an}中,Sn表示前n項(xiàng)和,若a3=2S2+1,a4=2S3+1,則公比q=.
[答案]3?
[解析]∵a3=2S2+1,a4=2S3+1,?
兩式相減,得a3-a4=-2a3,?
∴a4=3a3,∴q=3.
三、解答題
6.在等比數(shù)列{an}中,已知a6-a4=24,a3a5=64,求數(shù)列{an}的前8項(xiàng)和.
[解析]解法一:設(shè)數(shù)列{an}的公比為q,根據(jù)通項(xiàng)公式an=a1qn-1,由已知條件得
a6-a4=a1q3(q2-1)=24,①?
a3a5=(a1q3)2=64,②?
∴a1q3=±8.
將a1q3=-8代入①式,得q2=-2,沒有實(shí)數(shù)q滿足此式,故舍去.?
將a1q3=8代入①式,得q2=4,∴q=±2.?
當(dāng)q=2時(shí),得a1=1,所以S8==255;?
當(dāng)q=-2時(shí),得a1=-1,所以S8==85.
解法二:因?yàn)閧an}是等比數(shù)列,所以依題意得?
a24=a3a5=64,?
∴a4=±8,a6=24+a4=24±8.?
因?yàn)閧an}是實(shí)數(shù)列,所以>0,?
故舍去a4=-8,而a4=8,a6=32,從而a5=±=±16.?
公比q的值為q==±2,?
當(dāng)q=2時(shí),a1=1,a9=a6q3=256,?
∴S8==255;?
當(dāng)q=-2時(shí),a1=-1,a9=a6q3=-256,
∴S8==85.
課后強(qiáng)化作業(yè)
一、選擇題
1.等比數(shù)列{an}中,a2=9,a5=243,則{an}的前4項(xiàng)和為()
A.81B.120C.168D.192
[答案]B
[解析]公式q3===27,q=3,a1==3,?
S4==120.
2.已知等比數(shù)列的前n項(xiàng)和Sn=4n+a,則a=()
A.-4B.-1C.0D.1
[答案]B
[解析]設(shè)等比數(shù)列為{an},由已知得a1=S1=4+a,a2=S2-S1=12,
a3=S3-S2=48,∴a22=a1a3,?
即144=(4+a)×48,∴a=-1.
3.已知等比數(shù)列的公比為2,且前5項(xiàng)和為1,那么前10項(xiàng)和等于()?
A.31B.33C.35D.37
[答案]B
[解析]解法一:S5===1
∴a1=
∴S10===33,故選B.?
解法二:∵a1+a2+a3+a4+a5=1?
∴a6+a7+a8+a9+a10=(a1+a2+a3+a4+a5)q5=1×25=32
∴S10=a1+a2+…+a9+a10=1+32=33.
4.已知等比數(shù)列{an}中,公比q是整數(shù),a1+a4=18,a2+a3=12,則此數(shù)列的前8項(xiàng)和為()
A.514B.513C.512D.510
[答案]D
a1+a1q3=18
[解析]由已知得,
a1q+a1q2=12
解得q=2或.
∵q為整數(shù),∴q=2.∴a1=2.
∴S8==29-2=510.
5.設(shè){an}是由正數(shù)組成的等比數(shù)列,Sn為其前n項(xiàng)和,已知a2a4=1,S3=7,則S5=()
A.B.C.D.
[答案]B
[解析]設(shè)公比為q,則q0,且a23=1,
即a3=1.∵S3=7,∴a1+a2+a3=++1=7,
即6q2-q-1=0,?
∴q=或q=-(舍去),?
∴a1==4.?
∴S5==8(1-)=.
6.在等比數(shù)列{an}(n∈N+)中,若a1=1,a4=,則該數(shù)列的前10項(xiàng)和為()
A.2-B.2-C.2-D.2-
[答案]B
[解析]∵a1=1,a4=,
∴q3==,∴q=.?
∴S10==2[1-()10]=2-,故選B.
7.已知等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,S3=3,S6=27,則此等比數(shù)列的公比q等于()
A.2B.-2C.D.-
[答案]A?
S3==3,①
[解析]
S6==27,②
得=9,解得q3=8.?
∴q=2,故選A.
8.正項(xiàng)等比數(shù)列{an}滿足a2a4=1,S3=13,bn=log3an,則數(shù)列{bn}的前10項(xiàng)和是()
A.65B.-65C.25D.-25
[答案]D
[解析]∵{an}為正項(xiàng)等比數(shù)列,a2a4=1,
∴a3=1,又∵S3=13,∴公比q≠1.
又∵S3==13,a3=a1q2,?
解得q=.?
∴an=a3qn-3=()n-3=33-n,?
∴bn=log3an=3-n.
∴b1=2,b10=-7.
∴S10===-25.
二、填空題
9.等比數(shù)列,-1,3,…的前10項(xiàng)和為.
[答案]-
[解析]S10==-.
10.(2011北京文,12)在等比數(shù)列{an}中,若a1=,a4=4,則公比q=;a1+a2+…+an=.
[答案]2,2n-1-
[解析]本題主要考查等比數(shù)列的基本知識(shí),利用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式可解得.?
=q3==8,所以q=2,所以a1+a2+……+an==2n-1-.
2n-1(n為正奇數(shù))?
11.已知數(shù)列{an}中,an=,則a9=.
2n-1(n為正偶數(shù))
設(shè)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,則S9=.
[答案]256377
[解析]a9=28=256,
S9=20+22+24+26+28+3+7+11+15=377.
12.在等比數(shù)列{an}中,已知對(duì)于任意n∈N+,有a1+a2+…+an=2n-1,則a21+a22+…+a2n=.?
[答案]×4n-
[解析]∵a1+a2+…+an=2n-1,?
∴a1+a2+…+an-1=2n-1-1(n≥2),
兩式相減,得an=2n-1-2n-1+1=2n-2n-1=2n-1,?
∴a2n=(2n-1)2=22n-2=4n-1,?
∴a21+a22+…+a2n==×4n-.
三、解答題
13.在等比數(shù)列{an}中,已知a3=1,S3=4,求a1與q.
S3==4
[解析](1)若q≠1,則,
a3=a1q2=1
從而解得q=1或q=-.
q=-
∵q≠1,∴.
a1=6
S3=3a1=4q=1
(2)若q=1,則,∴.
a3=a1=1a1=1
q=-q=1
綜上所述得,或.
a1=6a1=1
14.(2011大綱文科,17)設(shè)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,已知a2=6,6a1+a3=30,求an和Sn.
[分析]設(shè)出公比根據(jù)條件列出關(guān)于a1與q的方程.求得a1與q可求得數(shù)列的通項(xiàng)公式和前n項(xiàng)和公式.?
[解析]設(shè){an}的公比為q,由已知有:
a1q=6a1=3a1=2
.解得或
6a1+a1q2=30q=2q=3
(1)當(dāng)a1=3,q=2時(shí),
an=a1qn-1=3×2n-1
Sn===3×(2n-1)
(2)當(dāng)a1=2,q=3時(shí),an=a1qn-1=2×3n-1
Sn===3n-1.?
綜上,an=3×2n-1,Sn=3×(2n-1)或an=2×3n-1,Sn=3n-1.
15.已知實(shí)數(shù)列{an}是等比數(shù)列,其中a7=1,且a4,a5+1,a6成等差數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和記為Sn,證明:Sn128(n=1,2,3,…).
[解析](1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q(q∈R且q≠1),
由a7=a1q6=1,得a1=q-6,從而a4=a1q3=q-3,?
a5=a1q4=q-2,a6=a1q5=q-1,?
因?yàn)閍4,a5+1,a6成等差數(shù)列,
所以a4+a6=2(a5+1)
即q-3+q-1=2(q-2+1),
q-1(q-2+1)=2(q-2+1).?
所以q=.?
故an=a1qn-1=q-6qn-1=qn-7=()n-7.?
(2)證明:Sn==
=128[1-()n]128.
16.2011年暑期人才招聘會(huì)上,A、B兩家公司分別開出了工資標(biāo)準(zhǔn):
A公司B公司
第一年月工資為1500元,以后每一年月工資比上一年月工資增加230元.第一年月工資為2000元,以后每一年月工資比上一年月工資增加5%.
大學(xué)生王明被A、B兩家公司同時(shí)錄取,而王明只想選擇一家連續(xù)工作10年,經(jīng)過(guò)一番思考,他選擇了A公司,你知道為什么嗎?.
[解析]
A公司B公司
第一年月工資為1500元,以后每一年月工資比上一年月工資增加230元.第一年月工資為2000元,以后每一年月工資比上一年月工資增加5%.
王明的選擇過(guò)程第n年月工資為an第n年月工資為bn
首項(xiàng)為1500,公差為230的等差數(shù)列首項(xiàng)為2000,公比為1+5%的等比數(shù)列
an=230n+1270bn=2000(1+5%)n-1
S10=12(a1+a2+…+a10)=12×[10×1500+×230]=304200
T10=12(b1+b2+…+b10)
=12×≈301869
結(jié)論顯然S10T10,故王明選擇了A公司