高中數(shù)列教案
發(fā)表時間:2020-09-27數(shù)列求和。
一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計劃,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師需要精心準(zhǔn)備的。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容,幫助授課經(jīng)驗少的教師教學(xué)。寫好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢?小編經(jīng)過搜集和處理,為您提供數(shù)列求和,供大家借鑒和使用,希望大家分享!
數(shù)列的求和教學(xué)目的:小結(jié)數(shù)列求和的常用方法,尤其是要求學(xué)生初步掌握用拆項法、裂項法和錯位法求一些特殊的數(shù)列。
教學(xué)過程:
基本公式:
1.等差數(shù)列的前項和公式:
,
2.等比數(shù)列的前n項和公式:
當(dāng)時,①或②
當(dāng)q=1時,
一、特殊數(shù)列求和--常用數(shù)列的前n項和及其應(yīng)用:
例1設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且,
求數(shù)列{an}的前n項和
——由題和等差數(shù)列的前n項和公式先求通項公式an,再sn
例3求和S=1×2×3+2×3×4+…+n(n+1)(n+2).
——關(guān)鍵是處理好通項:n(n+1)(n+2)=n+3n+2n,
應(yīng)用特殊公式和分組求解的方法。
二、拆項法(分組求和法):
例4求數(shù)列
的前n項和。
——拆成等比數(shù)和列等差數(shù)列{3n-2},應(yīng)用公式求和,注意分a=1和兩類討論.
三、裂項(相消)法:
例5求數(shù)列前n項和
——關(guān)鍵是處理好通項(裂項).設(shè)數(shù)列的通項為bn,則
例6求數(shù)列前n項和
解:
四、錯位法:
例7求數(shù)列前n項和
解:①
②
兩式相減:
五、作業(yè):
1.求數(shù)列前n項和
2.求數(shù)列前n項和
3.求和:(5050)
4.求和:1×4+2×5+3×6+……+n×(n+1)
5.求數(shù)列1,(1+a),(1+a+a2),……,(1+a+a2+……+an1),……前n項和
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等差數(shù)列求和公式的
俗話說,凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。作為教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以更好的幫助學(xué)生們打好基礎(chǔ),幫助教師更好的完成實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢?下面是小編為大家整理的“等差數(shù)列求和公式的”,僅供參考,歡迎大家閱讀。
問題1:著名數(shù)學(xué)家高斯10歲時,曾解過一道題:1+2+3+…+100=?你們知道怎么解嗎?
問題2:1+2+3+…+n=?
在探求中有學(xué)生問:n是偶數(shù)還是奇數(shù)?教師反問:能否避免奇偶討論呢?并引導(dǎo)學(xué)生從問題1感悟問題的實質(zhì):大小搭配,以求平衡
設(shè)=1+2+3+…+n,又有=+++…+1
=+++…+,得=
問題3:等差數(shù)列=?
學(xué)生容易從問題2中獲得方法(倒序相加法)。但遇到===…=呢?利用等差數(shù)列的定義容易理解這層等量關(guān)系,進(jìn)一步的推廣可得重要結(jié)論:m+n=p+q
問題4:還有新的方法嗎?
(引導(dǎo)學(xué)生利用問題2的結(jié)論),經(jīng)過討論有學(xué)生有解法:設(shè)等差數(shù)列的公差為d,則=+()+()+…+[]
==(這里應(yīng)用了問題2的結(jié)論)
問題5:==?
學(xué)生容易從問題4中得到聯(lián)想:==。顯然,這又是一個等差數(shù)列的求和公式。
等差數(shù)列的求和對初學(xué)數(shù)列求和的離學(xué)生的現(xiàn)有發(fā)展水平較遠(yuǎn),教師通過“弱化”的問題1和問題2將問題轉(zhuǎn)化到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)內(nèi),由于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)是不斷變化的,學(xué)生解決了問題2,就說明學(xué)生的潛在的發(fā)展水平已經(jīng)轉(zhuǎn)化為其新的現(xiàn)有發(fā)展水平,在新的現(xiàn)有發(fā)展水平基礎(chǔ)上教師提出了問題3,學(xué)生解決了問題3,他們潛在的發(fā)展水平已經(jīng)轉(zhuǎn)化為其新的現(xiàn)有發(fā)展水平,在此基礎(chǔ)上教師提出了問題4,這個案例的設(shè)計體現(xiàn)教師搭“腳手架”的作用不可低估,教師自始至終都應(yīng)堅持“道而弗牽,強而弗抑,開而弗達(dá)”(《禮記·學(xué)記》),誘導(dǎo)學(xué)生自己探究數(shù)學(xué)結(jié)論,處理好“放”與“扶”的關(guān)系。
2012屆高考數(shù)學(xué)備考復(fù)習(xí):數(shù)列求和及綜合應(yīng)用
一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性,教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師的任務(wù)之一。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問題。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢?下面是小編為大家整理的“2012屆高考數(shù)學(xué)備考復(fù)習(xí):數(shù)列求和及綜合應(yīng)用”,相信能對大家有所幫助。
專題三:數(shù)列
第二講數(shù)列求和及綜合應(yīng)用
【最新考綱透析】
1.了解數(shù)列求和的基本方法。
2.能在具體問題情景中識別數(shù)列的等差、等比關(guān)系,并能用有關(guān)知識解決相應(yīng)問題。
3.了解等差數(shù)列與一次函數(shù)、等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系。
【核心要點突破】
要點考向1:可轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列的求和問題
考情聚焦:1.可轉(zhuǎn)化為等差或等比數(shù)列的求和問題,已經(jīng)成為高考考查的重點內(nèi)容之一。
2.該類問題出題背景選擇面廣,易與函數(shù)方程、遞推數(shù)列等知識綜合,在知識交匯點處命題。
3.多以解答題的形式出現(xiàn),屬于中、高檔題目。
考向鏈接:某些遞推數(shù)列可轉(zhuǎn)化為等差、等比數(shù)列解決,其轉(zhuǎn)化途徑有:
1.湊配、消項變換——如將遞推公式(q、d為常數(shù),q≠0,≠1)。通過湊配變成;或消常數(shù)轉(zhuǎn)化為
2.倒數(shù)變換—如將遞推公式(c、d為非零常數(shù))取倒數(shù)得
3.對數(shù)變換——如將遞推公式取對數(shù)得
4.換元變換——如將遞推公式(q、d為非零常數(shù),q≠1,d≠1)變換成,令,則轉(zhuǎn)化為的形式。
例1:(2010福建高考文科T17)數(shù)列{}中=,前n項和滿足-=(n).
(I)求數(shù)列{}的通項公式以及前n項和;
(II)若S1,t(S1+S2),3(S2+S3)成等差數(shù)列,求實數(shù)t的值。
【命題立意】本題考查數(shù)列、等差數(shù)列、等比數(shù)列等基礎(chǔ)知識,考查運算求解能力,考查函數(shù)方程思想、化歸轉(zhuǎn)化思想。
【思路點撥】第一步先求的通項,可知為等比數(shù)列,利用等比數(shù)列的前n項和求解出;第二步利用等差中項列出方程求出t
【規(guī)范解答】(I)由得,又,故,從而
(II)由(I)從而由S1,t(S1+S2),3(S2+S3)成等差數(shù)列可得解得。
【方法技巧】要求數(shù)列通項公式,由題目提供的是一個遞推公式,如何通過遞推公式來求數(shù)列的通項。題目要求的是項的問題,這就涉及有關(guān)“項”與“和”如何轉(zhuǎn)化的問題。一般地,含有的遞推關(guān)系式,一般利用化“和”為“項”。
要點考向2:錯位相減法求和
考情聚焦:1.錯位相減法求和,是高中數(shù)學(xué)中重要的數(shù)列求和方法,是近年來高考的重點考查內(nèi)容。
2.該類問題背景選擇面廣,可與等差、等比數(shù)列、函數(shù)、不等式等知識綜合,在知識交匯點處命題。
3.多以解答題的形式出現(xiàn),屬于中、高檔題。
考向鏈接:幾種求通項及求和方法
(1)已知,求可用疊加法,即
(2)已知,求可用疊乘法,即
(3)設(shè){}為等差數(shù)列,為等比數(shù)列,求數(shù)列的前n項和可用錯位相減法。
例2:(2010海南寧夏高考理科T17)設(shè)數(shù)列滿足,
(Ⅰ)求數(shù)列的通項公式:
(Ⅱ)令,求數(shù)列的前n項和.
【命題立意】本題主要考查了數(shù)列通項公式以及前項和的求法,解決本題的關(guān)鍵是仔細(xì)觀察形式,找到規(guī)律,利用等比數(shù)列的性質(zhì)解題.
【思路點撥】由給出的遞推關(guān)系,求出數(shù)列的通項公式,在求數(shù)列的前n項和.
【規(guī)范解答】(Ⅰ)由已知,當(dāng)時,
而,滿足上述公式,
所以的通項公式為.
(Ⅱ)由可知,
①
從而②
①②得
即
【方法技巧】利用累加法求數(shù)列的通項公式,利用錯位相減法求數(shù)列的和.
要點考向3:裂項相消法求和
考情聚焦:1.裂項相消求和是高中數(shù)學(xué)中的一個重要的數(shù)列求和方法,是近年來高考的重點考查內(nèi)容。
2.該類問題背景選擇面廣,可與等差、等比數(shù)列、函數(shù)、不等式等知識綜合,在知識交匯點處命題。
3.多以解答題的形式出現(xiàn),屬中、高檔題目。
考向鏈接:裂項求和的幾種常見類型
(1);
(2);
(3);
(4);
(5)若是公差為d的等差數(shù)列,則
;
(6);
(7)
(8)。
例3:(2010山東高考理科T18)已知等差數(shù)列滿足:,,的前n項和為.
(1)求及;
(2)令(nN*),求數(shù)列的前n項和.
【命題立意】本題考查等差數(shù)列的通項公式與前n項和公式的應(yīng)用、裂項法求數(shù)列的和,考查了考生的邏輯推理、等價變形和運算求解能力.
【思路點撥】(1)設(shè)出首項和公差,根據(jù)已知條件構(gòu)造方程組可求出首項和公差,進(jìn)而求出求及;(2)由(1)求出的通項公式,再根據(jù)通項的特點選擇求和的方法.
【規(guī)范解答】(1)設(shè)等差數(shù)列的公差為d,因為,,所以有
,解得,
所以;==.
(2)由(1)知,所以bn===,
所以==,
即數(shù)列的前n項和=.
【方法技巧】數(shù)列求和的常用方法:
1、直接由等差、等比數(shù)列的求和公式求和,注意對公比的討論.
2、錯位相減法:主要用于一個等差數(shù)列與一個等比數(shù)列對應(yīng)項相乘所得的數(shù)列的求和,即等比數(shù)列求和公式的推導(dǎo)過程的推廣.
3、分組轉(zhuǎn)化法:把數(shù)列的每一項分成兩項,使其轉(zhuǎn)化為幾個等差、等比數(shù)列,再求解.
4、裂項相消法:主要用于通項為分式的形式,通項拆成兩項之差求和,正負(fù)項相消剩下首尾若干項,注意一般情況下剩下正負(fù)項個數(shù)相同.
5、倒序相加法:把數(shù)列正著寫和倒著寫相加(即等差數(shù)列求和公式的推導(dǎo)過程的推廣).
要點考向4:與不等式有關(guān)的數(shù)列問題
考情聚焦:1.?dāng)?shù)列綜合問題,特別是數(shù)列與不等式的綜合問題是高考中經(jīng)??疾榈闹匾獌?nèi)容。
2.該類問題可與函數(shù)的單調(diào)性、基本不等式、導(dǎo)數(shù)函數(shù)等知識交匯,綜合命題。
3.多以解答題的形式出現(xiàn),屬高檔題。
例4:(2010天津高考文科T22)在數(shù)列中,=0,且對任意k,成等差數(shù)列,其公差為2k.
(Ⅰ)證明成等比數(shù)列;
(Ⅱ)求數(shù)列的通項公式;
(Ⅲ)記,證明.
【命題立意】本小題主要考查等差數(shù)列的定義及前n項和公式、等比數(shù)列的定義、數(shù)列求和等基礎(chǔ)知識,考查運算能力、推理論證能力、綜合分析和解決問題的能力及分類討論的思想方法.
【思路點撥】(Ⅰ)(Ⅱ)應(yīng)用定義法證明、求解;(Ⅲ)對n分奇數(shù)、偶數(shù)進(jìn)行討論.
【規(guī)范解答】(I)由題設(shè)可知,,,,,。從而,所以,,成等比數(shù)列.
(II)由題設(shè)可得
所以
.
由,得,從而.
所以數(shù)列的通項公式為或?qū)憺?,?br>
(III)由(II)可知,,
以下分兩種情況進(jìn)行討論:
當(dāng)n為偶數(shù)時,設(shè)n=2m
若,則,
若,則
.
所以,從而
(2)當(dāng)n為奇數(shù)時,設(shè).
所以,從而
綜合(1)和(2)可知,對任意有
【高考真題探究】
1.(2010天津高考理科T6)已知是首項為1的等比數(shù)列,是的前n項和,且,則數(shù)列的前5項和為()
(A)或5(B)或5(C)(D)
【命題立意】考查等比數(shù)列的通項公式、前n項和公式.
【思路點撥】求出數(shù)列的通項公式是關(guān)鍵.
【規(guī)范解答】選C.設(shè),則,
即,,.
2.(2010天津高考文科T15)設(shè){an}是等比數(shù)列,公比,Sn為{an}的前n項和.
記設(shè)為數(shù)列{}的最大項,則=.
【命題立意】考查等比數(shù)列的通項公式、前n項和、均值不等式等基礎(chǔ)知識.
【思路點撥】化簡利用均值不等式求最值.
【規(guī)范解答】
∴
∵當(dāng)且僅當(dāng)即,所以當(dāng)n=4,即時,最大.
【答案】4.
3.(2010安徽高考理科T20)設(shè)數(shù)列中的每一項都不為0.
證明:為等差數(shù)列的充分必要條件是:對任何,都有
.
【命題立意】本題主要考查等差數(shù)列與充要條件等知識,考查考生推理論證,運算求解能力.
【思路點撥】證明可分為兩步,先證明必要性,適宜采用列項相消法,再證明充分性,可采用數(shù)學(xué)歸納法或綜合法.
【規(guī)范解答】已知數(shù)列中的每一項都不為0,
先證
若數(shù)列為等差數(shù)列,設(shè)公差為,
當(dāng)時,有,
即對任何,有成立;
當(dāng)時,顯然也成立.
再證
對任意,有①,
②,
由②-①得:-
上式兩端同乘,得③,
同理可得④,
由③-④得:,所以為等差數(shù)列
【方法技巧】
1、在進(jìn)行數(shù)列求和問題時,要善于觀察關(guān)系式特點,進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖冃危绶纸M、裂項等,轉(zhuǎn)化為常見的類型進(jìn)行求和;
2、對數(shù)列中的含n的式子,注意可以把式子中的n換為或得到相關(guān)的式子,再進(jìn)行化簡變形處理;也可以把n取自然數(shù)中的具體的數(shù)1,2,3…等,得到一些等式歸納證明.
4.(2010安徽高考文科T21)設(shè)是坐標(biāo)平面上的一列圓,它們的圓心都在軸的正半軸上,且都與直線相切,對每一個正整數(shù),圓都與圓相互外切,以表示的半徑,已知為遞增數(shù)列.
(1)證明:為等比數(shù)列;
(2)設(shè),求數(shù)列的前項和.
【命題立意】本題主要考查等比數(shù)列的基本知識,利用錯位相減法求和等基本方法,考察考生的抽象概括能力以及推理論證能力.
【思路點撥】(1)求直線傾斜角的正弦,設(shè)的圓心為,得,同理得,結(jié)合兩圓相切得圓心距與半徑間的關(guān)系,得兩圓半徑之間的關(guān)系,即中與的關(guān)系,可證明為等比數(shù)列;
(2)利用(1)的結(jié)論求的通項公式,代入數(shù)列,然后采用錯位相減法求和.
【規(guī)范解答】
.
【方法技巧】
1、對數(shù)列中的含n的式子,注意可以把式子中的n換為或得到相關(guān)的式子,再進(jìn)行化簡變形處理;
2、在進(jìn)行數(shù)列求和問題時,要善于觀察關(guān)系式特點,進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,如分組、列項相消、錯位相減等,轉(zhuǎn)化為常見的類型進(jìn)行求和.
5.(2010江蘇高考T19)設(shè)各項均為正數(shù)的數(shù)列的前n項和為,已知,數(shù)列是公差為的等差數(shù)列.
(1)求數(shù)列的通項公式(用表示);
(2)設(shè)為實數(shù),對滿足的任意正整數(shù),不等式都成立。求證:的最大值為.
【命題立意】本題主要考查等差數(shù)列的通項、求和、基本不等式以及不等式的恒成立問題等有關(guān)知識,考查探索、分析及論證的能力.
【思路點撥】(1)先求,然后利用的關(guān)系求解;(2)利用(1)中所求利用基本不等式解決.
【規(guī)范解答】(1)由題意知:,
,
化簡,得:
,
當(dāng)時,,適合情形.
故所求.
(2)(方法一)
,恒成立.
又,,
故,即的最大值為.
(方法二)由及,得,.
于是,對滿足題設(shè)的,,有
.
所以的最大值.
另一方面,任取實數(shù).設(shè)為偶數(shù),令,則符合條件,且.
于是,只要,即當(dāng)時,.
所以滿足條件的,從而.
因此的最大值為.
6.(2010重慶高考理科T21)在數(shù)列中,=1,,其中實數(shù)。
(1)求的通項公式;
(2)若對一切有,求的取值范圍。
【命題立意】本小題考查歸納、猜想解題,考查數(shù)學(xué)歸納法及其應(yīng)用,考查數(shù)列的基礎(chǔ)知識,考查運算求解能力,考查化歸與轉(zhuǎn)化思想,考查分類討論的思想.
【思路點撥】(1)先求出數(shù)列的前幾項,歸納猜想得出結(jié)論,再用數(shù)學(xué)歸納法證明;(2)對恒成立問題進(jìn)行等價轉(zhuǎn)化,
【規(guī)范解答】(1)【方法1】:由,,
,
,猜測(),
下面用數(shù)學(xué)歸納法證明
當(dāng)n=1時,等式成立;
假設(shè)當(dāng)n=k時,等式成立,即,則當(dāng)n=k+1時,
綜上可知,對任何都成立.
【方法2】:由原式,
令,則,,因此對有
因此,,。又當(dāng)n=1時上式成立。
因此,,。
(2)【方法1】:由,得
因,所以
解此不等式得:對一切,有或,其中
易知(因為的分子、分母的最高次項都是2,且系數(shù)都是8,所以極限值是);用放縮法得:
,所以,
因此由對一切成立得;
又,易知單調(diào)遞增,故對一切成立,因此由對一切成立得:
,從而c的取值范圍為.
【方法2】:由,得,
因,所以對恒成立.
記,下分三種情況討論。
(i)當(dāng)即或時,代入驗證可知只有滿足要求
(ii)當(dāng)時,拋物線開口向下,因此當(dāng)正整數(shù)k充分大時,,不符合題意,此時無解。
(iii)當(dāng),即或時,拋物線開口向上,其對稱軸必在直線的左側(cè),因此,在上是增函數(shù)。
所以要使對恒成立,只需即可。
由解得或
結(jié)合或得或
綜合以上三種情況,的取值范圍為.
【方法技巧】(1)第(1)問有兩種方法解答:①歸納猜想并用數(shù)學(xué)歸納法證明;②數(shù)列的迭代法(或累加消項法);(2)第(2)問中對條件“恒成立”進(jìn)行等價轉(zhuǎn)化,轉(zhuǎn)化為一元二次不等式求解或轉(zhuǎn)化為二次函數(shù)進(jìn)行討論;(3)放縮法的運用
【跟蹤模擬訓(xùn)練】
一、選擇題(每小題6分,共36分)
1.已知{an}為等差數(shù)列,若-1,且它的前n項和Sn有最大值,那么使Sn0的n的最大值為()
(A)11(B)20(C)19(D)21
2.已知等比數(shù)列{an}中,a2=1,則其前3項的和S3的取值范圍是()
(A)(-∞,-1]
(B)(-∞,0)∪(1,+∞)
(C)[3,+∞)
(D)(-∞,-1]∪[3,+∞)
3.首項為b,公比為a的等比數(shù)列{an}的前n項和為Sn,對任意的n∈N*,點(Sn,Sn+1)在()
(A)直線y=ax+b上
(B)直線y=bx+a上
(C)直線y=bx-a上
(D)直線y=ax-b上
4.在數(shù)列中,若存在非零整數(shù),使得對于任意的正整數(shù)均成立,那么稱數(shù)列為周期數(shù)列,其中叫做數(shù)列的周期.若數(shù)列滿足,如,當(dāng)數(shù)列的周期最小時,該數(shù)列的前2010項的和是()
5.古希臘人常用小石子在沙灘上擺成各種形狀來研究數(shù).比如:
他們研究過圖1中的1,3,6,10,…,由于這些數(shù)能夠表示成三角形,將其稱為三角形數(shù);類似地,稱圖2中的1,4,9,16,…,這樣的數(shù)為正方形數(shù).下列數(shù)中既是三角形數(shù)又是正方形數(shù)的是()
(A)289(B)1024(C)1225(D)1378
6.(2010屆安徽省安慶市高三二模(文))已知實數(shù)、滿足:(其中是虛數(shù)單位),若用表示數(shù)列的前項和,則的最大值是()
A.12B.14C.15D.16
二、填空題(每小題6分,共18分)
7.已知等比數(shù)列滿足,且,則當(dāng)時,
________
8.類比是一個偉大的引路人。我們知道,等差數(shù)列和等比數(shù)列有許多相似的性質(zhì),請閱讀下表并根據(jù)等差數(shù)列的結(jié)論,類似的得出等比數(shù)列的兩個結(jié)論:,
9.將楊輝三角中的奇數(shù)換成1,偶數(shù)換成0,得到如圖所示的0-1三角數(shù)表,從上往下數(shù),第1次全行的數(shù)都為1的是第1行,第2次全行的數(shù)都為1的是第3行,…,第n次全行的數(shù)都為1的是第_______行;第61行中1的個數(shù)是_______.
三、解答題(10、11題每題15分,12題16分,共46分)
10.已知數(shù)列{an}的首項a1=5,前n項和為Sn,且Sn+1=2Sn+n+5(n∈N*).
(1)證明數(shù)列{an+1}是等比數(shù)列;
(2)令f(x)=a1x+a2x2+…+anxn,求函數(shù)f(x)在點x=1處的導(dǎo)數(shù)f′(1).
11.已知二次函數(shù)y=f(x)的圖象經(jīng)過坐標(biāo)原點,其導(dǎo)函數(shù)為f′(x)=6x-2.數(shù)列{an}的前n項和為Sn,點(n,Sn)(n∈N*)均在函數(shù)y=f(x)的圖象上.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
12.在數(shù)列中,.
(1)求的值;
(2)求數(shù)列的通項公式;
(3)求的最大值.
參考答案
一、選擇題
1.【解析】選C.∵等差數(shù)列{an}中,-1且它的前n項和Sn有最大值,∴a100,a110,故a11-a10.
即a11+a100,而a10+a100,
∴使Sn0的n的最大值為19.
2.
3.
4.D
5.【解析】選C.從圖中觀察知
圖1中an=1+2+…+n=
圖2中bn=n2,
顯然1225在an中n=49,
在bn中n=35.
6.D
二、填空題
7.
8.,
9.【解析】①第1次全行的數(shù)都是1的是第1行,
第2次全行的數(shù)都是1的是第3行,
第3次全行的數(shù)都是1的是第7行,
……
第n次全行的數(shù)都是1的是第2n-1行,
②由上面結(jié)論知第63行有64個1,
則1100……0011……61行
1010……101……62行
1111……11……63行
從上面幾行可知第61行數(shù)的特點是兩個1兩個0交替出現(xiàn),最后兩個為1,
∴在第61行的62個數(shù)中有32個1.
答案:2n-132
三、解答題
10.【解析】(1)由已知Sn+1=2Sn+n+5,
∴n≥2時,Sn=2Sn-1+n+4,
兩式相減,得Sn+1-Sn=2(Sn-Sn-1)+1,
即an+1=2an+1.
從而an+1+1=2(an+1).
當(dāng)n=1時,S2=2S1+1+5,
∴a1+a2=2a1+6,
又a1=5,∴a2=11,
∴a2+1=2(a1+1),故總有an+1+1=2(an+1),n∈N*.
又∵a1=5,∴an+1≠0,
即{an+1}是以a1+1=6為首項,2為公比的等比數(shù)列.
(2)由(1)知an=3×2n-1.
∵f(x)=a1x+a2x2+…+anxn,
∴f′(x)=a1+2a2x+…+nanxn-1.
11.【解析】(1)依題意可設(shè)f(x)=ax2+bx(a≠0),
則f′(x)=2ax+b.
由f′(x)=6x-2得a=3,b=-2,
所以f(x)=3x2-2x.
又由點(n,Sn)(n∈N*)均在函數(shù)y=f(x)的圖象上得Sn=3n2-2n.
當(dāng)n≥2時,an=Sn-Sn-1
=(3n2-2n)-[3(n-1)2-2(n-1)]=6n-5;
當(dāng)n=1時,a1=S1=3×12-2×1=1=6×1-5.
所以an=6n-5(n∈N*).
12.【解析】(1)由且…)
得.
(2)由變形得
,
是首項為公比為的等比數(shù)列
即()
(3)①當(dāng)是偶數(shù)時
隨增大而減少
當(dāng)為偶數(shù)時,最大值是.
②當(dāng)是奇數(shù)時
隨增大而增大且
綜上最大值為
【備課資源】
1.已知等比數(shù)列{an}的公比q0,前n項的和為Sn,則S4a5與S5a4的大小關(guān)系是()
(A)S4a5=S5a4(B)S4a5S5a4
(C)S4a5S5a4(D)不能確定
高考數(shù)學(xué)(理科)一輪復(fù)習(xí)數(shù)列的通項與求和學(xué)案附答案
學(xué)案31數(shù)列的通項與求和
導(dǎo)學(xué)目標(biāo):1.能利用等差、等比數(shù)列前n項和公式及其性質(zhì)求一些特殊數(shù)列的和.2.能在具體的問題情境中,識別數(shù)列的等差關(guān)系或等比關(guān)系,并能用有關(guān)知識解決相應(yīng)的問題.
自主梳理
1.求數(shù)列的通項
(1)數(shù)列前n項和Sn與通項an的關(guān)系:
an=S1,n=1,Sn-Sn-1,n≥2.
(2)當(dāng)已知數(shù)列{an}中,滿足an+1-an=f(n),且f(1)+f(2)+…+f(n)可求,則可用________求數(shù)列的通項an,常利用恒等式an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1).
(3)當(dāng)已知數(shù)列{an}中,滿足an+1an=f(n),且f(1)f(2)…f(n)可求,則可用__________求數(shù)列的通項an,常利用恒等式an=a1a2a1a3a2…anan-1.
(4)作新數(shù)列法:對由遞推公式給出的數(shù)列,經(jīng)過變形后化歸成等差數(shù)列或等比數(shù)列來求通項.
(5)歸納、猜想、證明法.
2.求數(shù)列的前n項的和
(1)公式法
①等差數(shù)列前n項和Sn=____________=________________,推導(dǎo)方法:____________;
②等比數(shù)列前n項和Sn=,q=1,=,q≠1.
推導(dǎo)方法:乘公比,錯位相減法.
③常見數(shù)列的前n項和:
a.1+2+3+…+n=__________;
b.2+4+6+…+2n=__________;
c.1+3+5+…+(2n-1)=______;
d.12+22+32+…+n2=__________;
e.13+23+33+…+n3=__________________.
(2)分組求和:把一個數(shù)列分成幾個可以直接求和的數(shù)列.
(3)裂項(相消)法:有時把一個數(shù)列的通項公式分成兩項差的形式,相加過程消去中間項,只剩有限項再求和.
常見的裂項公式有:
①1nn+1=1n-1n+1;
②12n-12n+1=1212n-1-12n+1;
③1n+n+1=n+1-n.
(4)錯位相減:適用于一個等差數(shù)列和一個等比數(shù)列對應(yīng)項相乘構(gòu)成的數(shù)列求和.
(5)倒序相加:例如,等差數(shù)列前n項和公式的推導(dǎo).
自我檢測
1.(原創(chuàng)題)已知數(shù)列{an}的前n項的乘積為Tn=3n2(n∈N*),則數(shù)列{an}的前n項的()
A.32(3n-1)B.92(3n-1)
C.38(9n-1)D.98(9n-1)
2.(2011邯鄲月考)設(shè){an}是公比為q的等比數(shù)列,Sn是其前n項和,若{Sn}是等差數(shù)列,則q為()
A.-1B.1
C.±1D.0
3.已知等比數(shù)列{an}的公比為4,且a1+a2=20,設(shè)bn=log2an,則b2+b4+b6+…+b2n等于()
A.n2+nB.2(n2+n)
C.2n2+nD.4(n2+n)
4.(2010天津高三十校聯(lián)考)已知數(shù)列{an}的通項公式an=log2n+1n+2(n∈N*),設(shè){an}的前n項的和為Sn,則使Sn-5成立的自然數(shù)n()
A.有最大值63B.有最小值63
C.有最大值31D.有最小值31
5.(2011北京海淀區(qū)期末)設(shè)關(guān)于x的不等式x2-x2nx(n∈N*)的解集中整數(shù)的個數(shù)為an,數(shù)列{an}的前n項和為Sn,則S100的值為________.
6.?dāng)?shù)列1,412,714,1018,…前10項的和為________.
探究點一求通項公式
例1已知數(shù)列{an}滿足an+1=2n+1anan+2n+1,a1=2,求數(shù)列{an}的通項公式.
變式遷移1設(shè)數(shù)列{an}的前n項和為Sn,已知a1=1,Sn+1=4an+2.
(1)設(shè)bn=an+1-2an,證明數(shù)列{bn}是等比數(shù)列;
(2)求數(shù)列{an}的通項公式.
探究點二裂項相消法求和
例2已知數(shù)列{an},Sn是其前n項和,且an=7Sn-1+2(n≥2),a1=2.
(1)求數(shù)列{an}的通項公式;
(2)設(shè)bn=1log2anlog2an+1,Tn是數(shù)列{bn}的前n項和,求使得Tnm20對所有n∈N*都成立的最小正整數(shù)m.
變式遷移2求數(shù)列1,11+2,11+2+3,…,11+2+3+…+n,…的前n項和.
探究點三錯位相減法求和
例3(2011荊門月考)已知數(shù)列{an}是首項、公比都為q(q0且q≠1)的等比數(shù)列,bn=anlog4an(n∈N*).
(1)當(dāng)q=5時,求數(shù)列{bn}的前n項和Sn;
(2)當(dāng)q=1415時,若bnbn+1,求n的最小值.
變式遷移3求和Sn=1a+2a2+3a3+…+nan.
分類討論思想的應(yīng)用
例(5分)二次函數(shù)f(x)=x2+x,當(dāng)x∈[n,n+1](n∈N*)時,f(x)的函數(shù)值中所有整數(shù)值的個數(shù)為g(n),an=2n3+3n2gn(n∈N*),則Sn=a1-a2+a3-a4+…+(-1)n-1an=()
A.(-1)n-1nn+12B.(-1)nnn+12
C.nn+12D.-nn+12
【答題模板】
答案A
解析本題考查二次函數(shù)的性質(zhì)以及并項轉(zhuǎn)化法求和.
當(dāng)x∈[n,n+1](n∈N*)時,函數(shù)f(x)=x2+x的值隨x的增大而增大,則f(x)的值域為[n2+n,n2+3n+2](n∈N*),∴g(n)=2n+3(n∈N*),于是an=2n3+3n2gn=n2.
方法一當(dāng)n為偶數(shù)時,Sn=a1-a2+a3-a4+…+an-1-an=(12-22)+(32-42)+…+[(n-1)2-n2]=-[3+7+…+(2n-1)]=-3+2n-12n2=-nn+12;
當(dāng)n為奇數(shù)時,Sn=(a1-a2)+(a3-a4)+…+(an-2-an-1)+an
=Sn-1+an=-nn-12+n2=nn+12,
∴Sn=(-1)n-1nn+12.
方法二a1=1,a2=4,S1=a1=1,
S2=a1-a2=-3,
檢驗選擇項,可確定A正確.
【突破思維障礙】
在利用并項轉(zhuǎn)化求和時,由于數(shù)列的各項是正負(fù)交替的,所以一般需要對項數(shù)n進(jìn)行分類討論,但最終的結(jié)果卻往往可以用一個公式來表示.
1.求數(shù)列的通項:(1)公式法:例如等差數(shù)列、等比數(shù)列的通項;
(2)觀察法:例如由數(shù)列的前幾項來求通項;
(3)可化歸為使用累加法、累積法;
(4)可化歸為等差數(shù)列或等比數(shù)列,然后利用公式法;
(5)求出數(shù)列的前幾項,然后歸納、猜想、證明.
2.?dāng)?shù)列求和的方法:
一般的數(shù)列求和,應(yīng)從通項入手,若無通項,先求通項,然后通過對通項變形,轉(zhuǎn)化為與特殊數(shù)列有關(guān)或具備某種方法適用特點的形式,從而選擇合適的方法求和.
3.求和時應(yīng)注意的問題:
(1)直接用公式求和時,注意公式的應(yīng)用范圍和公式的推導(dǎo)過程.
(2)注意觀察數(shù)列的特點和規(guī)律,在分析數(shù)列通項的基礎(chǔ)上或分解為基本數(shù)列求和,或轉(zhuǎn)化為基本數(shù)列求和.
(滿分:75分)
一、選擇題(每小題5分,共25分)
1.(2010廣東)已知數(shù)列{an}為等比數(shù)列,Sn是它的前n項和,若a2a3=2a1且a4與2a7的等差中項為54,則S5等于()
A.35B.33C.31D.29
2.(2011黃岡調(diào)研)有兩個等差數(shù)列{an},{bn},其前n項和分別為Sn,Tn,若SnTn=7n+2n+3,則a5b5=()
A.6512B.378
C.7213D.94
3.如果數(shù)列{an}滿足a1=2,a2=1且an-1-ananan-1=an-an+1anan+1(n≥2),則此數(shù)列的第10項()
A.1210B.129C.110D.15
4.?dāng)?shù)列{an}的前n項和為Sn,若an=1nn+1,則S5等于()
A.1B.56C.16D.130
5.?dāng)?shù)列1,1+2,1+2+4,…,1+2+22+…+2n-1,…的前n項和Sn1020,那么n的最小值是()
A.7B.8C.9D.10
題號12345
答案
二、填空題(每小題4分,共12分)
6.(2010東北師大附中高三月考)數(shù)列{an}的前n項和為Sn且a1=1,an+1=3Sn(n=1,2,3,…),則log4S10=__________.
7.(原創(chuàng)題)已知數(shù)列{an}滿足a1=1,a2=-2,an+2=-1an,則該數(shù)列前26項的和為________.
8.對于數(shù)列{an},定義數(shù)列{an+1-an}為數(shù)列{an}的“差數(shù)列”,若a1=2,{an}的“差數(shù)列”的通項為2n,則數(shù)列{an}的前n項和Sn=____________.
三、解答題(共38分)
9.(12分)(2011河源月考)已知函數(shù)f(x)=x2-2(n+1)x+n2+5n-7(n∈N*).
(1)若函數(shù)f(x)的圖象的頂點的橫坐標(biāo)構(gòu)成數(shù)列{an},試證明數(shù)列{an}是等差數(shù)列;
(2)設(shè)函數(shù)f(x)的圖象的頂點到x軸的距離構(gòu)成數(shù)列{bn},試求數(shù)列{bn}的前n項和Sn.
10.(12分)(2011三門峽月考)設(shè)等差數(shù)列{an}的前n項和為Sn,且Sn=12nan+an-c(c是常數(shù),n∈N*),a2=6.
(1)求c的值及數(shù)列{an}的通項公式;
(2)證明1a1a2+1a2a3+…+1anan+118.
11.(14分)(2010北京宣武高三期中)已知數(shù)列{an}的前n項和為Sn=3n,數(shù)列{bn}滿足b1=-1,bn+1=bn+(2n-1)(n∈N*).
(1)求數(shù)列{an}的通項公式an;
(2)求數(shù)列{bn}的通項公式bn;
(3)若cn=anbnn,求數(shù)列{cn}的前n項和Tn.
答案自主梳理
1.(2)累加法(3)累積法2.(1)①n(a1+an)2na1+n(n-1)2d倒序相加法②na1a1(1-qn)1-qa1-anq1-q③n(n+1)2n2+nn2n(n+1)(2n+1)6n(n+1)22
自我檢測
1.C2.B3.B4.B
5.101006.145511512
課堂活動區(qū)
例1解題導(dǎo)引已知遞推關(guān)系求通項公式這類問題要求不高,主要掌握由a1和遞推關(guān)系先求出前幾項,再歸納、猜想an的方法,以及累加:an=(an-an-1)+(an-1-an-2)+…+(a2-a1)+a1;累乘:an=anan-1an-1an-2…a2a1a1等方法.
解已知遞推可化為
1an+1-1an=12n+1,
∴1a2-1a1=122,1a3-1a2=123,1a4-1a3=124,…,1an-1an-1=12n.
將以上(n-1)個式子相加得
1an-1a1=122+123+124+…+12n,
∴1an=121-12n1-12=1-12n.
∴an=2n2n-1.
變式遷移1(1)證明由已知有
a1+a2=4a1+2,
解得a2=3a1+2=5,故b1=a2-2a1=3.
又an+2=Sn+2-Sn+1=4an+1+2-(4an+2)
=4an+1-4an;
于是an+2-2an+1=2(an+1-2an),
即bn+1=2bn.
因此數(shù)列{bn}是首項為3,公比為2的等比數(shù)列.
(2)解由(1)知等比數(shù)列{bn}中,b1=3,公比q=2,
所以an+1-2an=3×2n-1,
于是an+12n+1-an2n=34,
因此數(shù)列an2n是首項為12,公差為34的等差數(shù)列,
an2n=12+(n-1)×34=34n-14,
所以an=(3n-1)2n-2.
例2解題導(dǎo)引1.利用裂項相消法求和時,應(yīng)注意抵消后并不一定只剩下第一項和最后一項,也有可能前面剩兩項,后面也剩兩項.再就是將通項公式裂項后,有時候需要調(diào)整前面的系數(shù),使裂開的兩項之差和系數(shù)之積與原通項公式相等.
2.一般情況如下,若{an}是等差數(shù)列,
則1anan+1=1d1an-1an+1,1anan+2=12d1an-1an+2.
此外根式在分母上時可考慮利用有理化因式相消求和.
解(1)∵n≥2時,an=7Sn-1+2,∴an+1=7Sn+2,
兩式相減,得an+1-an=7an,∴an+1=8an(n≥2).
又a1=2,∴a2=7a1+2=16=8a1,
∴an+1=8an(n∈N*).
∴{an}是一個以2為首項,8為公比的等比數(shù)列,
∴an=28n-1=23n-2.
(2)∵bn=1log2anlog2an+1=1(3n-2)(3n+1)
=13(13n-2-13n+1),
∴Tn=13(1-14+14-17+…+13n-2-13n+1)
=13(1-13n+1)13.
∴m20≥13,∴最小正整數(shù)m=7.
變式遷移2解an=2n(n+1)=21n-1n+1,
∴Sn=2[1-12+12-13+…+1n-1n+1]=21-1n+1=2nn+1.
例3解題導(dǎo)引1.一般地,如果數(shù)列{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,求數(shù)列{anbn}的前n項和時,可采用錯位相減法.
2.用乘公比錯位相減法求和時,應(yīng)注意:
(1)要善于識別題目類型,特別是等比數(shù)列公比為負(fù)數(shù)的情形;
(2)在寫出“Sn”與“qSn”的表達(dá)式時應(yīng)特別注意將兩式“錯項對齊”以便下一步準(zhǔn)確寫出“Sn-qSn”的表達(dá)式.
解(1)由題意得an=qn,
∴bn=anlog4an=qnlog4qn
=n5nlog45,
∴Sn=(1×5+2×52+…+n×5n)log45,
設(shè)Tn=1×5+2×52+…+n×5n,①
則5Tn=1×52+2×53+…+(n-1)×5n+n×5n+1,②
①-②得-4Tn=5+52+53+…+5n-n×5n+1
=5(5n-1)4-n×5n+1,
∴Tn=516(4n×5n-5n+1),
Sn=516(4n×5n-5n+1)log45.
(2)∵bn=anlog4an=n1415nlog41415,
∴bn+1-bn=(n+1)1415n+1log41415-
n1415nlog41415
=1415n1415-n15log414150,
∵1415n0,log414150,
∴1415-n150,∴n14,
即n≥15時,bnbn+1.
故所求的n的最小值是15.
變式遷移3解當(dāng)a=1時,
Sn=1+2+3+…+n=n(n+1)2,
當(dāng)a≠1時,Sn=1a+2a2+3a3+…+nan,①
∴1aSn=1a2+2a3+3a4+…+nan+1,②
①-②,得1-1aSn
=1a+1a2+1a3+…+1an-nan+1,
1-1aSn=1a1-1an1-1a-nan+1
=1-1ana-1-nan+1,
∴Sn=a1-1an(a-1)2-n(a-1)an.
∴Sn=n(n+1)2,a=1,a1-1an(a-1)2-n(a-1)an,a≠1.
課后練習(xí)區(qū)
1.C2.A3.D4.B5.D
6.9
解析∵an+1=3Sn,∴an=3Sn-1(n≥2).
兩式相減得an+1-an=3(Sn-Sn-1)=3an,
∴an+1=4an,即an+1an=4.
∴{an}為以a2為首項,公比為4的等比數(shù)列.
當(dāng)n=1時,a2=3S1=3,
∴n≥2時,an=34n-2,
S10=a1+a2+…+a10
=1+3+3×4+3×42+…+3×48
=1+3×(1+4+…+48)
=1+3×49-14-1=1+49-1=49.
∴l(xiāng)og4S10=log449=9.
7.-10
解析依題意得,a1=1,a2=-2,a3=-1,a4=12,a5=1,a6=-2,a7=-1,a8=12,所以數(shù)列周期為4,S26=6×(1-2-1+12)+1-2=-10.
8.2n+1-2
解析依題意,有a2-a1=2,a3-a2=22,a4-a3=23,…,an-an-1=2n-1,所有的代數(shù)式相加得an-a1=2n-2,即an=2n,所以Sn=2n+1-2.
9.解f(x)=x2-2(n+1)x+n2+5n-7
=[x-(n+1)]2+3n-8.…………………………………………………………………(3分)
(1)由題意,an=n+1,
故an+1-an=(n+1)+1-(n+1)=1,
故數(shù)列{an}是以1為公差,2為首項的等差數(shù)列.……………………………………(5分)
(2)由題意,bn=|3n-8|.……………………………………………………………………(7分)
當(dāng)1≤n≤2時,bn=-3n+8,
數(shù)列{bn}為等差數(shù)列,b1=5,
∴Sn=n(5-3n+8)2=-3n2+13n2;………………………………………………………(9分)
當(dāng)n≥3時,bn=3n-8,數(shù)列{bn}是等差數(shù)列,b3=1.
∴Sn=S2+(n-2)(1+3n-8)2=3n2-13n+282.…………………………………………(11分)
∴Sn=-3n2+13n2,1≤n≤2,3n2-13n+282,n≥3.……………………………………………(12分)
10.(1)解因為Sn=12nan+an-c,
所以當(dāng)n=1時,S1=12a1+a1-c,
解得a1=2c,………………………………………………………………………………(2分)
當(dāng)n=2時,S2=a2+a2-c,
即a1+a2=2a2-c,解得a2=3c,………………………………………………………(3分)
所以3c=6,解得c=2;…………………………………………………………………(4分)
則a1=4,數(shù)列{an}的公差d=a2-a1=2,
所以an=a1+(n-1)d=2n+2.……………………………………………………………(6分)
(2)證明因為1a1a2+1a2a3+…+1anan+1
=14×6+16×8+…+1(2n+2)(2n+4)
=12(14-16)+12(16-18)+…+12(12n+2-12n+4)
=12[(14-16)+(16-18)+…+(12n+2-12n+4)]……………………………………………(8分)
=12(14-12n+4)=18-14(n+2).……………………………………………………………(10分)
因為n∈N*,所以1a1a2+1a2a3+…+1anan+118.…………………………………………(12分)
11.解(1)∵Sn=3n,
∴Sn-1=3n-1(n≥2).
∴an=Sn-Sn-1=3n-3n-1=2×3n-1(n≥2).……………………………………………(3分)
當(dāng)n=1時,2×31-1=2≠S1=a1=3,…………………………………………………(4分)
∴an=3,n=1,2×3n-1,n≥2,n∈N*……………………………………………………(5分)
(2)∵bn+1=bn+(2n-1),
∴b2-b1=1,b3-b2=3,b4-b3=5,…,
bn-bn-1=2n-3.
以上各式相加得
bn-b1=1+3+5+…+(2n-3)
=(n-1)(1+2n-3)2=(n-1)2.
∵b1=-1,∴bn=n2-2n.………………………………………………………………(7分)
(3)由題意得
cn=-3,n=1,2(n-2)×3n-1,n≥2,n∈N*.……………………………………………………(9分)
當(dāng)n≥2時,Tn=-3+2×0×31+2×1×32+2×2×33+…+2(n-2)×3n-1,
∴3Tn=-9+2×0×32+2×1×33+2×2×34+…+2(n-2)×3n,
相減得-2Tn=6+2×32+2×33+…+2×3n-1-2(n-2)×3n.
∴Tn=(n-2)×3n-(3+32+33+…+3n-1)
=(n-2)×3n-3n-32=(2n-5)3n+32.…………………………………………………(13分)
T1=-3也適合.
∴Tn=(2n-5)3n+32(n∈N*).…………………………………………………………(14分)
數(shù)列
數(shù)列
教學(xué)目標(biāo)
1.使學(xué)生理解數(shù)列的概念,了解數(shù)列通項公式的意義,了解遞推公式是給出數(shù)列的一種方法,并能根據(jù)遞推公式寫出數(shù)列的前幾項.
(1)理解數(shù)列是按一定順序排成的一列數(shù),其每一項是由其項數(shù)唯一確定的.
(2)了解數(shù)列的各種表示方法,理解通項公式是數(shù)列第項與項數(shù)的關(guān)系式,能根據(jù)通項公式寫出數(shù)列的前幾項,并能根據(jù)給出的一個數(shù)列的前幾項寫出該數(shù)列的一個通項公式.
(3)已知一個數(shù)列的遞推公式及前若干項,便確定了數(shù)列,能用代入法寫出數(shù)列的前幾項.
2.通過對一列數(shù)的觀察、歸納,寫出符合條件的一個通項公式,培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和抽象概括能力.
3.通過由求的過程,培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度及良好的思維習(xí)慣.
教學(xué)建議
(1)為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)列的興趣,體會數(shù)列知識在實際生活中的作用,可由實際問題引入,從中抽象出數(shù)列要研究的問題,使學(xué)生對所要研究的內(nèi)容心中有數(shù),如書中所給的例子,還有物品堆放個數(shù)的計算等.
(2)數(shù)列中蘊含的函數(shù)思想是研究數(shù)列的指導(dǎo)思想,應(yīng)及早引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)列與函數(shù)的關(guān)系.在教學(xué)中強調(diào)數(shù)列的項是按一定順序排列的,“次序”便是函數(shù)的自變量,相同的數(shù)組成的數(shù)列,次序不同則就是不同的數(shù)列.函數(shù)表示法有列表法、圖象法、解析式法,類似地,數(shù)列就有列舉法、圖示法、通項公式法.由于數(shù)列的自變量為正整數(shù),于是就有可能相鄰的兩項(或幾項)有關(guān)系,從而數(shù)列就有其特殊的表示法——遞推公式法.
(3)由數(shù)列的通項公式寫出數(shù)列的前幾項是簡單的代入法,教師應(yīng)精心設(shè)計例題,使這一例題為寫通項公式作一些準(zhǔn)備,尤其是對程度差的學(xué)生,應(yīng)多舉幾個例子,讓學(xué)生觀察歸納通項公式與各項的結(jié)構(gòu)關(guān)系,盡量為寫通項公式提供幫助.
(4)由數(shù)列的前幾項寫出數(shù)列的一個通項公式使學(xué)生學(xué)習(xí)中的一個難點,要幫助學(xué)生分析各項中的結(jié)構(gòu)特征(整式,分式,遞增,遞減,擺動等),由學(xué)生歸納一些規(guī)律性的結(jié)論,如正負(fù)相間用來調(diào)整等.如果學(xué)生一時不能寫出通項公式,可讓學(xué)生依據(jù)前幾項的規(guī)律,猜想該數(shù)列的下一項或下幾項的值,以便尋求項與項數(shù)的關(guān)系.
(5)對每個數(shù)列都有求和問題,所以在本節(jié)課應(yīng)補充數(shù)列前項和的概念,用表示的問題是重點問題,可先提出一個具體問題讓學(xué)生分析與的關(guān)系,再由特殊到一般,研究其一般規(guī)律,并給出嚴(yán)格的推理證明(強調(diào)的表達(dá)式是分段的);之后再到特殊問題的解決,舉例時要兼顧結(jié)果可合并及不可合并的情況.
(6)給出一些簡單數(shù)列的通項公式,可以求其最大項或最小項,又是函數(shù)思想與方法的體現(xiàn),對程度好的學(xué)生應(yīng)提出這一問題,學(xué)生運用函數(shù)知識是可以解決的.
教學(xué)設(shè)計示例
數(shù)列的概念
教學(xué)目標(biāo)
1.通過教學(xué)使學(xué)生理解數(shù)列的概念,了解數(shù)列的表示法,能夠根據(jù)通項公式寫出數(shù)列的項.
2.通過數(shù)列定義的歸納概括,初步培養(yǎng)學(xué)生的觀察、抽象概括能力;滲透函數(shù)思想.
3.通過有關(guān)數(shù)列實際應(yīng)用的介紹,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)研究數(shù)列的積極性.
教學(xué)重點,難點
教學(xué)重點是數(shù)列的定義的歸納與認(rèn)識;教學(xué)難點是數(shù)列與函數(shù)的聯(lián)系與區(qū)別.
教學(xué)用具:電腦,課件(媒體資料),投影儀,幻燈片
教學(xué)方法:講授法為主
教學(xué)過程
一.揭示課題
今天開始我們研究一個新課題.
先舉一個生活中的例子:場地上堆放了一些圓鋼,最底下的一層有100根,在其上一層(稱作第二層)碼放了99根,第三層碼放了98根,依此類推,問:最多可放多少層?第57層有多少根?從第1層到第57層一共有多少根?我們不能滿足于一層層的去數(shù),而是要但求如何去研究,找出一般規(guī)律.實際上我們要研究的是這樣的一列數(shù)
(板書)象這樣排好隊的數(shù)就是我們的研究對象——數(shù)列.
(板書)第三章數(shù)列
(一)數(shù)列的概念
二.講解新課
要研究數(shù)列先要知道何為數(shù)列,即先要給數(shù)列下定義,為幫助同學(xué)概括出數(shù)列的定義,再給出幾列數(shù):
(幻燈片)①
自然數(shù)排成一列數(shù):
②
3個1排成一列:
③
無數(shù)個1排成一列:
④
的不足近似值,分別近似到排列起來:
⑤
正整數(shù)的倒數(shù)排成一列數(shù):
⑥
函數(shù)當(dāng)依次取時得到一列數(shù):
⑦
函數(shù)當(dāng)依次取時得到一列數(shù):
⑧
請學(xué)生觀察8列數(shù),說明每列數(shù)就是一個數(shù)列,數(shù)列中的每個數(shù)都有自己的特定的位置,這樣數(shù)列就是按一定順序排成的一列數(shù).
(板書)1.?dāng)?shù)列的定義:按一定次序排成的一列數(shù)叫做數(shù)列.
為表述方便給出幾個名稱:項,項數(shù),首項(以幻燈片的形式給出).以上述八個數(shù)列為例,讓學(xué)生練習(xí)指出某一個數(shù)列的首項是多少,第二項是多少,指出某一個數(shù)列的一些項的項數(shù).
由此可以看出,給定一個數(shù)列,應(yīng)能夠指明第一項是多少,第二項是多少,……,每一項都是確定的,即指明項數(shù),對應(yīng)的項就確定.所以數(shù)列中的每一項與其項數(shù)有著對應(yīng)關(guān)系,這與我們學(xué)過的函數(shù)有密切關(guān)系.
(板書)2.?dāng)?shù)列與函數(shù)的關(guān)系
數(shù)列可以看作特殊的函數(shù),項數(shù)是其自變量,項是項數(shù)所對應(yīng)的函數(shù)值,數(shù)列的定義域是正整數(shù)集,或是正整數(shù)集的有限子集.
于是我們研究數(shù)列就可借用函數(shù)的研究方法,用函數(shù)的觀點看待數(shù)列.
遇到數(shù)學(xué)概念不單要下定義,還要給其數(shù)學(xué)表示,以便研究與交流,下面探討數(shù)列的表示法.
(板書)3.?dāng)?shù)列的表示法
數(shù)列可看作特殊的函數(shù),其表示也應(yīng)與函數(shù)的表示法有聯(lián)系,首先請學(xué)生回憶函數(shù)的表示法:列表法,圖象法,解析式法.相對于列表法表示一個函數(shù),數(shù)列有這樣的表示法:用表示第一項,用表示第一項,……,用表示第項,依次寫出成為
(板書)(1)列舉法
.(如幻燈片上的例子)簡記為.
一個函數(shù)的直觀形式是其圖象,我們也可用圖形表示一個數(shù)列,把它稱作圖示法.
(板書)(2)圖示法
啟發(fā)學(xué)生仿照函數(shù)圖象的畫法畫數(shù)列的圖形.具體方法是以項數(shù)為橫坐標(biāo),相應(yīng)的項為縱坐標(biāo),即以為坐標(biāo)在平面直角坐標(biāo)系中做出點(以前面提到的數(shù)列為例,做出一個數(shù)列的圖象),所得的數(shù)列的圖形是一群孤立的點,因為橫坐標(biāo)為正整數(shù),所以這些點都在軸的右側(cè),而點的個數(shù)取決于數(shù)列的項數(shù).從圖象中可以直觀地看到數(shù)列的項隨項數(shù)由小到大變化而變化的趨勢.
有些函數(shù)可以用解析式來表示,解析式反映了一個函數(shù)的函數(shù)值與自變量之間的數(shù)量關(guān)系,類似地有一些數(shù)列的項能用其項數(shù)的函數(shù)式表示出來,即,這個函數(shù)式叫做數(shù)列的通項公式.
(板書)(3)通項公式法
如數(shù)列的通項公式為;
的通項公式為;
的通項公式為;
數(shù)列的通項公式具有雙重身份,它表示了數(shù)列的第項,又是這個數(shù)列中所有各項的一般表示.通項公式反映了一個數(shù)列項與項數(shù)的函數(shù)關(guān)系,給了數(shù)列的通項公式,這個數(shù)列便確定了,代入項數(shù)就可求出數(shù)列的每一項.
例如,數(shù)列的通項公式,則.
值得注意的是,正如一個函數(shù)未必能用解析式表示一樣,不是所有的數(shù)列都有通項公式,即便有通項公式,通項公式也未必唯一.
除了以上三種表示法,某些數(shù)列相鄰的兩項(或幾項)有關(guān)系,這個關(guān)系用一個公式來表示,叫做遞推公式.
(板書)(4)遞推公式法
如前面所舉的鋼管的例子,第層鋼管數(shù)與第層鋼管數(shù)的關(guān)系是,再給定,便可依次求出各項.再如數(shù)列中,,這個數(shù)列就是.
像這樣,如果已知數(shù)列的第1項(或前幾項),且任一項與它的前一項(或前幾項)間的關(guān)系用一個公式來表示,這個公式叫做這個數(shù)列的遞推公式.遞推公式是數(shù)列所特有的表示法,它包含兩個部分,一是遞推關(guān)系,一是初始條件,二者缺一不可.
可由學(xué)生舉例,以檢驗學(xué)生是否理解.
三.小結(jié)
1.?dāng)?shù)列的概念
2.?dāng)?shù)列的四種表示
四.作業(yè)略
五.板書設(shè)計
數(shù)列
(一)數(shù)列的概念涉及的數(shù)列及表示
1.?dāng)?shù)列的定義
2.?dāng)?shù)列與函數(shù)的關(guān)系
3.?dāng)?shù)列的表示法
(1)列舉法
(2)圖示法
(3)通項公式法
(4)遞推公式法
探究活動將邊長為厘米的正方形分成個邊長為1厘米的正方形,數(shù)出其中所有正方形的個數(shù).
解:當(dāng)時,共有正方形個;當(dāng)時,共有正方形個;當(dāng)時,共有正方形個;當(dāng)時,共有正方形個;當(dāng)時,共有正方形個;歸納猜想邊長為厘米的正方形中的正方形共有個.