高中安全第一課教案
發(fā)表時(shí)間:2020-09-27說課題目:等比數(shù)列的前n項(xiàng)和(第一課時(shí))。
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),高中教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案,做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生們能夠更好的找到學(xué)習(xí)的樂趣,幫助高中教師營(yíng)造一個(gè)良好的教學(xué)氛圍。怎么才能讓高中教案寫的更加全面呢?以下是小編為大家精心整理的“說課題目:等比數(shù)列的前n項(xiàng)和(第一課時(shí))”,歡迎閱讀,希望您能閱讀并收藏。
說課題目:等比數(shù)列的前n項(xiàng)和(第一課時(shí))(選自人教版高中數(shù)學(xué)第一冊(cè)(上)第三章第五節(jié))
一、教材分析
1.從在教材中的地位與作用來看
《等比數(shù)列的前n項(xiàng)和》是數(shù)列這一章中的一個(gè)重要內(nèi)容,它不僅在現(xiàn)實(shí)生活中有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用,如儲(chǔ)蓄、分期付款的有關(guān)計(jì)算等等,而且公式推導(dǎo)過程中所滲透的類比、化歸、分類討論、整體變換和方程等思想方法,都是學(xué)生今后學(xué)習(xí)和工作中必備的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
2.從學(xué)生認(rèn)知角度看
從學(xué)生的思維特點(diǎn)看,很容易把本節(jié)內(nèi)容與等差數(shù)列前n項(xiàng)和從公式的形成、特點(diǎn)等方面進(jìn)行類比,這是積極因素,應(yīng)因勢(shì)利導(dǎo).不利因素是:本節(jié)公式的推導(dǎo)與等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)有著本質(zhì)的不同,這對(duì)學(xué)生的思維是一個(gè)突破,另外,對(duì)于q=1這一特殊情況,學(xué)生往往容易忽視,尤其是在后面使用的過程中容易出錯(cuò).
3.學(xué)情分析
教學(xué)對(duì)象是剛進(jìn)入高中的學(xué)生,雖然具有一定的分析問題和解決問題的能力,邏輯思維能力也初步形成,但由于年齡的原因,思維盡管活躍、敏捷,卻缺乏冷靜、深刻,因此片面、不嚴(yán)謹(jǐn).
4.重點(diǎn)、難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):公式的推導(dǎo)、公式的特點(diǎn)和公式的運(yùn)用.
教學(xué)難點(diǎn):公式的推導(dǎo)方法和公式的靈活運(yùn)用.
公式推導(dǎo)所使用的“錯(cuò)位相減法”是高中數(shù)學(xué)數(shù)列求和方法中最常用的方法之一,它蘊(yùn)含了重要的數(shù)學(xué)思想,所以既是重點(diǎn)也是難點(diǎn).
二、目標(biāo)分析
知識(shí)與技能目標(biāo):
理解并掌握等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)過程、公式的特點(diǎn),在此基礎(chǔ)
上能初步應(yīng)用公式解決與之有關(guān)的問題.
過程與方法目標(biāo):
通過對(duì)公式推導(dǎo)方法的探索與發(fā)現(xiàn),向?qū)W生滲透特殊到一般、類比與轉(zhuǎn)
化、分類討論等數(shù)學(xué)思想,培養(yǎng)學(xué)生觀察、比較、抽象、概括等邏輯思維能力和逆向思維的能力.
情感與態(tài)度價(jià)值觀:
通過對(duì)公式推導(dǎo)方法的探索與發(fā)現(xiàn),優(yōu)化學(xué)生的思維品質(zhì),滲透事物之
間等價(jià)轉(zhuǎn)化和理論聯(lián)系實(shí)際的辯證唯物主義觀點(diǎn).
三、過程分析
學(xué)生是認(rèn)知的主體,設(shè)計(jì)教學(xué)過程必須遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,盡可能地讓學(xué)生去經(jīng)歷知識(shí)的形成與發(fā)展過程,結(jié)合本節(jié)課的特點(diǎn),我設(shè)計(jì)了如下的教學(xué)過程:
1.創(chuàng)設(shè)情境,提出問題
在古印度,有個(gè)名叫西薩的人,發(fā)明了國(guó)際象棋,當(dāng)時(shí)的印度國(guó)王大為贊賞,對(duì)他說:我可以滿足你的任何要求.西薩說:請(qǐng)給我棋盤的64個(gè)方格上,第一格放1粒小麥,第二格放2粒,第三格放4粒,往后每一格都是前一格的兩倍,直至第64格.國(guó)王令宮廷數(shù)學(xué)家計(jì)算,結(jié)果出來后,國(guó)王大吃一驚.為什么呢?
設(shè)計(jì)意圖:設(shè)計(jì)這個(gè)情境目的是在引入課題的同時(shí)激發(fā)學(xué)生的興趣,調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性.故事內(nèi)容緊扣本節(jié)課的主題與重點(diǎn).
此時(shí)我問:同學(xué)們,你們知道西薩要的是多少粒小麥嗎?引導(dǎo)學(xué)生寫出麥??倲?shù).帶著這樣的問題,學(xué)生會(huì)動(dòng)手算了起來,他們想到用計(jì)算器依次算出各項(xiàng)的值,然后再求和.這時(shí)我對(duì)他們的這種思路給予肯定.
設(shè)計(jì)意圖:在實(shí)際教學(xué)中,由于受課堂時(shí)間限制,教師舍不得花時(shí)間讓學(xué)生去做所謂的“無用功”,急急忙忙地拋出“錯(cuò)位相減法”,這樣做有悖學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律:求和就想到相加,這是合乎邏輯順理成章的事,教師為什么不相加而馬上相減呢?在整個(gè)教學(xué)關(guān)鍵處學(xué)生難以轉(zhuǎn)過彎來,因而在教學(xué)中應(yīng)舍得花時(shí)間營(yíng)造知識(shí)形成過程的氛圍,突破學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙.同時(shí),形成繁難的情境激起了學(xué)生的求知欲,迫使學(xué)生急于尋求解決問題的新方法,為后面的教學(xué)埋下伏筆.
2.師生互動(dòng),探究問題
在肯定他們的思路后,我接著問:1,2,22,…,263是什么數(shù)列?有何特征?應(yīng)歸結(jié)為什么數(shù)學(xué)問題呢?
探討1:,記為(1)式,注意觀察每一項(xiàng)的特征,有何聯(lián)系?(學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn),后一項(xiàng)都是前一項(xiàng)的2倍)
探討2:如果我們把每一項(xiàng)都乘以2,就變成了它的后一項(xiàng),(1)式兩邊同乘以2則有,記為(2)式.比較(1)(2)兩式,你有什么發(fā)現(xiàn)?
設(shè)計(jì)意圖:留出時(shí)間讓學(xué)生充分地比較,等比數(shù)列前n項(xiàng)和的公式推導(dǎo)關(guān)鍵是變“加”為“減”,在教師看來這是“天經(jīng)地義”的,但在學(xué)生看來卻是“不可思議”的,因此教學(xué)中應(yīng)著力在這兒做文章,從而抓住培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力的良好契機(jī).
經(jīng)過比較、研究,學(xué)生發(fā)現(xiàn):(1)、(2)兩式有許多相同的項(xiàng),把兩式相減,相同的項(xiàng)就消去了,得到:.老師指出:這就是錯(cuò)位相減法,并要求學(xué)生縱觀全過程,反思:為什么(1)式兩邊要同乘以2呢?
設(shè)計(jì)意圖:經(jīng)過繁難的計(jì)算之苦后,突然發(fā)現(xiàn)上述解法,不禁驚呼:真是太簡(jiǎn)潔了!讓學(xué)生在探索過程中,充分感受到成功的情感體驗(yàn),從而增強(qiáng)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣和學(xué)好數(shù)學(xué)的信心.
3.類比聯(lián)想,解決問題
這時(shí)我再順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生將結(jié)論一般化,
這里,讓學(xué)生自主完成,并喊一名學(xué)生上黑板,然后對(duì)個(gè)別學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo).
設(shè)計(jì)意圖:在教師的指導(dǎo)下,讓學(xué)生從特殊到一般,從已知到未知,步步深入,讓學(xué)生自己探究公式,從而體驗(yàn)到學(xué)習(xí)的愉快和成就感.
對(duì)不對(duì)?這里的q能不能等于1?等比數(shù)列中的公比能不能為1?q=1時(shí)是什么數(shù)列?此時(shí)sn=?(這里引導(dǎo)學(xué)生對(duì)q進(jìn)行分類討論,得出公式,同時(shí)為后面的例題教學(xué)打下基礎(chǔ).)
再次追問:結(jié)合等比數(shù)列的通項(xiàng)公式an=a1qn-1,如何把sn用a1、an、q表示出來?(引導(dǎo)學(xué)生得出公式的另一形式)
設(shè)計(jì)意圖:通過反問精講,一方面使學(xué)生加深對(duì)知識(shí)的認(rèn)識(shí),完善知識(shí)結(jié)構(gòu),另一方面使學(xué)生由簡(jiǎn)單地模仿和接受,變?yōu)閷?duì)知識(shí)的主動(dòng)認(rèn)識(shí),從而進(jìn)一步提高分析、類比和綜合的能力.這一環(huán)節(jié)非常重要,盡管時(shí)間有時(shí)比較少,甚至僅僅幾句話,然而卻有畫龍點(diǎn)睛之妙用.
4.討論交流,延伸拓展
在此基礎(chǔ)上,我提出:探究等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式,還有其它方法嗎?我們知道,
那么我們能否利用這個(gè)關(guān)系而求出sn呢?根據(jù)等比數(shù)列的定義又有,能否聯(lián)想到等比定理從而求出sn呢?設(shè)計(jì)意圖:以疑導(dǎo)思,激發(fā)學(xué)生的探索欲望,營(yíng)造一個(gè)讓學(xué)生主動(dòng)觀察、思考、討論的氛圍.以上兩種方法都可以化歸到,這其實(shí)就是關(guān)于的一個(gè)遞推式,遞推數(shù)列有非常重要的研究?jī)r(jià)值,是研究性學(xué)習(xí)和課外拓展的極佳資源,它源于課本,又高于課本,對(duì)學(xué)生的思維發(fā)展有促進(jìn)作用.
5.變式訓(xùn)練,深化認(rèn)識(shí)
首先,學(xué)生獨(dú)立思考,自主解題,再請(qǐng)學(xué)生上臺(tái)來幻燈演示他們的解答,其它同學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià),然后師生共同進(jìn)行總結(jié).
設(shè)計(jì)意圖:采用變式教學(xué)設(shè)計(jì)題組,深化學(xué)生對(duì)公式的認(rèn)識(shí)和理解,通過直接套用公式、變式運(yùn)用公式、研究公式特點(diǎn)這三個(gè)層次的問題解決,促進(jìn)學(xué)生新的數(shù)學(xué)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的形成.通過以上形式,讓全體學(xué)生都參與教學(xué),以此培養(yǎng)學(xué)生的參與意識(shí)和競(jìng)爭(zhēng)意識(shí).
6.例題講解,形成技能
設(shè)計(jì)意圖:解題時(shí),以學(xué)生分析為主,教師適時(shí)給予點(diǎn)撥,該題有意培養(yǎng)學(xué)生對(duì)含有參數(shù)的問題進(jìn)行分類討論的數(shù)學(xué)思想.
7.總結(jié)歸納,加深理解
以問題的形式出現(xiàn),引導(dǎo)學(xué)生回顧公式、推導(dǎo)方法,鼓勵(lì)學(xué)生積極回答,然后老師再從知識(shí)點(diǎn)及數(shù)學(xué)思想方法兩方面總結(jié).
設(shè)計(jì)意圖:以此培養(yǎng)學(xué)生的口頭表達(dá)能力,歸納概括能力.
8.故事結(jié)束,首尾呼應(yīng)
最后我們回到故事中的問題,我們可以計(jì)算出國(guó)王獎(jiǎng)賞的小麥約為1.84×1019粒,大約7000億噸,用這么多小麥能從地球到太陽鋪設(shè)一條寬10米、厚8米的大道,大約是全世界一年糧食產(chǎn)量的459倍,顯然國(guó)王兌現(xiàn)不了他的承諾.
設(shè)計(jì)意圖:把引入課題時(shí)的懸念給予釋疑,有助于學(xué)生克服疲倦、繼續(xù)積極思維.
9.課后作業(yè),分層練習(xí)
必做:P129練習(xí)1、2、3、4
選作:
(2)“遠(yuǎn)望巍巍塔七層,紅光點(diǎn)點(diǎn)倍加增,共燈三百八十一,請(qǐng)問尖頭幾盞燈?”這首中國(guó)古詩的答案是多少?設(shè)計(jì)意圖:出選作題的目的是注意分層教學(xué)和因材施教,讓學(xué)有余力的學(xué)生有思考的空間.
四、教法分析
對(duì)公式的教學(xué),要使學(xué)生掌握與理解公式的來龍去脈,掌握公式的推導(dǎo)方法,理解公式的成立條件,充分體現(xiàn)公式之間的聯(lián)系.在教學(xué)中,我采用“問題――探究”的教學(xué)模式,把整個(gè)課堂分為呈現(xiàn)問題、探索規(guī)律、總結(jié)規(guī)律、應(yīng)用規(guī)律四個(gè)階段.
利用多媒體輔助教學(xué),直觀地反映了教學(xué)內(nèi)容,使學(xué)生思維活動(dòng)得以充分展開,從而優(yōu)化了教學(xué)過程,大大提高了課堂教學(xué)效率.
五、評(píng)價(jià)分析
本節(jié)課通過三種推導(dǎo)方法的研究,使學(xué)生從不同的思維角度掌握了等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式.錯(cuò)位相減:變加為減,等價(jià)轉(zhuǎn)化;遞推思想:縱橫聯(lián)系,揭示本質(zhì);等比定理:回歸定義,自然樸實(shí).學(xué)生從中深刻地領(lǐng)會(huì)到推導(dǎo)過程中所蘊(yùn)含的數(shù)學(xué)思想,培養(yǎng)了學(xué)生思維的深刻性、敏銳性、廣闊性、批判性.同時(shí)通過精講一題,發(fā)散一串的變式教學(xué),使學(xué)生既鞏固了知識(shí),又形成了技能.在此基礎(chǔ)上,通過民主和諧的課堂氛圍,培養(yǎng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作交流的學(xué)習(xí)習(xí)慣,也培養(yǎng)了學(xué)生勇于探索、不斷創(chuàng)新的思維品質(zhì).
延伸閱讀
等比數(shù)列前n項(xiàng)和
課題:等比數(shù)列前n項(xiàng)和(兩課時(shí))
使用方法
1.上課前注意自主預(yù)習(xí)完成學(xué)案導(dǎo)學(xué)和探究部分
2.上課時(shí)小組討論交流解決自己不會(huì)的問題
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式及公式證明思路
2.會(huì)用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式解決有關(guān)等比數(shù)列的一些簡(jiǎn)單問題
重點(diǎn)難點(diǎn)
1.等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式
當(dāng)時(shí),①或②
當(dāng)q=1時(shí),
當(dāng)已知,q,n時(shí)用公式①;當(dāng)已知,q,時(shí),用公式②.
推導(dǎo)方法-錯(cuò)位相減法
一般地,設(shè)等比數(shù)列它的前n項(xiàng)和是
由
得
∴當(dāng)時(shí),①或②
當(dāng)q=1時(shí),
推導(dǎo)方法-等比定理
有等比數(shù)列的定義,
根據(jù)等比的性質(zhì),有
即(結(jié)論同上)
2.等比數(shù)列前n項(xiàng)的和是,,那么,,成等比數(shù)列
3.等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式與函數(shù)
探究交流
1.求等比數(shù)列1,2,4,…從第5項(xiàng)到第10項(xiàng)的和
2.一個(gè)等比數(shù)列前項(xiàng)的和為前項(xiàng)之和,求
3.已知是數(shù)列前項(xiàng)和,(,),判斷是否是等比數(shù)列
4.在等比數(shù)列中,,,前項(xiàng)和,求和公比
5.設(shè)數(shù)列為求此數(shù)列前項(xiàng)的和
課堂反饋
【選擇題】
1.若等比數(shù)列的前項(xiàng)和,則等于()
A.B.
C.D.
2.已知數(shù)列{}既是等差數(shù)列又是等比數(shù)列,則這個(gè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為()
A.0?B.n?
C.na?D.a(chǎn)
3.已知等比數(shù)列{}中,=2×3,則由此數(shù)列的偶數(shù)項(xiàng)所組成的新數(shù)列的前n項(xiàng)和的值為()
A.3-1?B.3(3-1)?
C.?D.
4.實(shí)數(shù)等比數(shù)列{},=,則數(shù)列{}中()
A.任意一項(xiàng)都不為零?B.必有一項(xiàng)為零
C.至多有有限項(xiàng)為零D.可以有無數(shù)項(xiàng)為零
5.在等比數(shù)列中,,前項(xiàng)和為,若數(shù)列也是等比數(shù)列,則等于()
A.B.
C.D.
6.在等比數(shù)列中,,,使的最小的值是()
A.B.C.D.
【填空題】
7.已知數(shù)列{}的前n項(xiàng)和=n,則=.
8.一個(gè)數(shù)列的前n項(xiàng)和為=1-2+3-4+…+(-1)n,則S+S+S=.?
9.已知正項(xiàng)等比數(shù)列{}共有2m項(xiàng),且=9(+),+++…+=4(+++…+),則=,公比q=.
10.在等比數(shù)列中,已知,,則.
11.已知等比數(shù)列的前項(xiàng)和為,且,,成等差數(shù)列,則的公比為.
【解答題】
12.在等比數(shù)列中,已知:,求
13.設(shè)等比數(shù)列的前項(xiàng)和為,若,求數(shù)列的公比
14.各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列,若前前項(xiàng)和為,且,,求
15.已知等比數(shù)列共有項(xiàng),前項(xiàng)和為,其后項(xiàng)和為,求最后項(xiàng)和
16.三個(gè)互不相等的數(shù)成等差數(shù)列,如果適當(dāng)排列此三數(shù),也可成等比數(shù)列,已知這三個(gè)數(shù)的和等于6,求這三個(gè)數(shù).
17.已知數(shù)列是首項(xiàng),公比的等比數(shù)列,是其前項(xiàng)和,且,,成等差數(shù)列.
(1)求公比的值;
(2)求的值.
18.已知數(shù)列中,是它的前項(xiàng)和,且,,設(shè)().
(1)求證:數(shù)列是等比數(shù)列,并求數(shù)列的通項(xiàng)公式;
(2)求證:.
等比數(shù)列的前n項(xiàng)和
一名愛崗敬業(yè)的教師要充分考慮學(xué)生的理解性,高中教師要準(zhǔn)備好教案,這是教師工作中的一部分。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來,減輕高中教師們?cè)诮虒W(xué)時(shí)的教學(xué)壓力。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎?為此,小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《等比數(shù)列的前n項(xiàng)和》,供大家參考,希望能幫助到有需要的朋友。
等比數(shù)列的前n項(xiàng)和教學(xué)目標(biāo)1.把握等比數(shù)列前項(xiàng)和公式,并能運(yùn)用公式解決簡(jiǎn)單的問題.
(1)理解公式的推導(dǎo)過程,體會(huì)轉(zhuǎn)化的思想;
(2)用方程的思想熟悉等比數(shù)列前項(xiàng)和公式,利用公式知三求一;與通項(xiàng)公式結(jié)合知三求二;
2.通過公式的靈活運(yùn)用,進(jìn)一步滲透方程的思想、分類討論的思想、等價(jià)轉(zhuǎn)化的思想.
3.通過公式推導(dǎo)的教學(xué),對(duì)學(xué)生進(jìn)行思維的嚴(yán)謹(jǐn)性的練習(xí),培養(yǎng)他們實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.
教學(xué)建議
教材分析
(1)知識(shí)結(jié)構(gòu)
先用錯(cuò)位相減法推出等比數(shù)列前項(xiàng)和公式,而后運(yùn)用公式解決一些問題,并將通項(xiàng)公式與前項(xiàng)和公式結(jié)合解決問題,還要用錯(cuò)位相減法求一些數(shù)列的前項(xiàng)和.
(2)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析
教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)是等比數(shù)列前項(xiàng)和公式的推導(dǎo)與應(yīng)用.公式的推導(dǎo)中蘊(yùn)含了豐富的數(shù)學(xué)思想、方法(如分類討論思想,錯(cuò)位相減法等),這些思想方法在其他數(shù)列求和問題中多有涉及,所以對(duì)等比數(shù)列前項(xiàng)和公式的要求,不單是要記住公式,更重要的是把握推導(dǎo)公式的方法.等比數(shù)列前項(xiàng)和公式是分情況討論的,在運(yùn)用中要非凡注重和兩種情況.
教學(xué)建議
(1)本節(jié)內(nèi)容分為兩課時(shí),一節(jié)為等比數(shù)列前項(xiàng)和公式的推導(dǎo)與應(yīng)用,一節(jié)為通項(xiàng)公式與前項(xiàng)和公式的綜合運(yùn)用,另外應(yīng)補(bǔ)充一節(jié)數(shù)列求和問題.
(2)等比數(shù)列前項(xiàng)和公式的推導(dǎo)是重點(diǎn)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生觀察實(shí)例,發(fā)現(xiàn)規(guī)律,歸納總結(jié),證實(shí)結(jié)論.
(3)等比數(shù)列前項(xiàng)和公式的推導(dǎo)的其他方法可以給出,提高學(xué)生學(xué)習(xí)的愛好.
(4)編擬例題時(shí)要全面,不要忽略的情況.
(5)通項(xiàng)公式與前項(xiàng)和公式的綜合運(yùn)用涉及五個(gè)量,已知其中三個(gè)量可求另兩個(gè)量,但解指數(shù)方程難度大.
(6)補(bǔ)充可以化為等差數(shù)列、等比數(shù)列的數(shù)列求和問題.
教學(xué)設(shè)計(jì)示例
課題:等比數(shù)列前項(xiàng)和的公式
教學(xué)目標(biāo)
(1)通過教學(xué)使學(xué)生把握等比數(shù)列前項(xiàng)和公式的推導(dǎo)過程,并能初步運(yùn)用這一方法求一些數(shù)列的前項(xiàng)和.
(2)通過公式的推導(dǎo)過程,培養(yǎng)學(xué)生猜想、分析、綜合能力,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素質(zhì).
(3)通過教學(xué)進(jìn)一步滲透從非凡到一般,再從一般到非凡的辯證觀點(diǎn),培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度.
教學(xué)重點(diǎn),難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn)是公式的推導(dǎo)及運(yùn)用,難點(diǎn)是公式推導(dǎo)的思路.
教學(xué)用具
幻燈片,課件,電腦.
教學(xué)方法
引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法.
教學(xué)過程
一、新課引入:
(問題見教材第129頁)提出問題:(幻燈片)
二、新課講解:
記,式中有64項(xiàng),后項(xiàng)與前項(xiàng)的比為公比2,當(dāng)每一項(xiàng)都乘以2后,中間有62項(xiàng)是對(duì)應(yīng)相等的,作差可以相互抵消.
(板書)即,①
,②
②-①得即.
由此對(duì)于一般的等比數(shù)列,其前項(xiàng)和,如何化簡(jiǎn)?
(板書)等比數(shù)列前項(xiàng)和公式
仿照公比為2的等比數(shù)列求和方法,等式兩邊應(yīng)同乘以等比數(shù)列的公比,即
(板書)③兩端同乘以,得
④,
③-④得⑤,(提問學(xué)生如何處理,適時(shí)提醒學(xué)生注重的取值)
當(dāng)時(shí),由③可得(不必導(dǎo)出④,但當(dāng)時(shí)設(shè)想不到)
當(dāng)時(shí),由⑤得.
于是
反思推導(dǎo)求和公式的方法——錯(cuò)位相減法,可以求形如的數(shù)列的和,其中為等差數(shù)列,為等比數(shù)列.
(板書)例題:求和:.
設(shè),其中為等差數(shù)列,為等比數(shù)列,公比為,利用錯(cuò)位相減法求和.
解:,
兩端同乘以,得
,
兩式相減得
于是.
說明:錯(cuò)位相減法實(shí)際上是把一個(gè)數(shù)列求和問題轉(zhuǎn)化為等比數(shù)列求和的問題.
公式其它應(yīng)用問題注重對(duì)公比的分類討論即可.
三、小結(jié):
1.等比數(shù)列前項(xiàng)和公式推導(dǎo)中蘊(yùn)含的思想方法以及公式的應(yīng)用;
2.用錯(cuò)位相減法求一些數(shù)列的前項(xiàng)和.
四、作業(yè):略.
五、板書設(shè)計(jì):
等比數(shù)列前項(xiàng)和公式例題
等比數(shù)列前n項(xiàng)和學(xué)案(2)
§2.5等比數(shù)列的前n項(xiàng)和(2)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.掌握等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式;
2.能用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式解決實(shí)際問題.
學(xué)習(xí)過程
一、課前準(zhǔn)備
(預(yù)習(xí)教材P55~P56,找出疑惑之處)
復(fù)習(xí)1:什么是數(shù)列前n項(xiàng)和?等差數(shù)列的數(shù)列前n項(xiàng)和公式是什么?
復(fù)習(xí)2:已知等比數(shù)列中,,,求.
二、新課導(dǎo)學(xué)
※學(xué)習(xí)探究
練2.一個(gè)球從100m高出處自由落下,每次著地后又彈回到原來高度的一半再落下,當(dāng)它第10次著地時(shí),共經(jīng)過的路程是多少?(精確到1m)
三、總結(jié)提升
※學(xué)習(xí)小結(jié)
1.等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式;
2.等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)方法;
3.“知三求二”問題,即:已知等比數(shù)列之五個(gè)量中任意的三個(gè),列方程組可以求出其余的兩個(gè).
※知識(shí)拓展
1.若,,則構(gòu)成新的等比數(shù)列,公比為.
2.若三個(gè)數(shù)成等比數(shù)列,且已知積時(shí),可設(shè)這三個(gè)數(shù)為.若四個(gè)同符號(hào)的數(shù)成等比數(shù)列,可設(shè)這四個(gè)數(shù)為.
3.證明等比數(shù)列的方法有:
(1)定義法:;(2)中項(xiàng)法:.
4.數(shù)列的前n項(xiàng)和構(gòu)成一個(gè)新的數(shù)列,可用遞推公式表示.
學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)
※自我評(píng)價(jià)你完成本節(jié)導(dǎo)學(xué)案的情況為().
A.很好B.較好C.一般D.較差
※當(dāng)堂檢測(cè)(時(shí)量:5分鐘滿分:10分)計(jì)分:
1.數(shù)列1,,,,…,,…的前n項(xiàng)和為().
A.B.
C.D.以上都不對(duì)
2.等比數(shù)列中,已知,,則().
A.30B.60C.80D.160
3.設(shè)是由正數(shù)組成的等比數(shù)列,公比為2,且,那么().
A.B.C.1D.
4.等比數(shù)列的各項(xiàng)都是正數(shù),若,則它的前5項(xiàng)和為.
5.等比數(shù)列的前n項(xiàng)和,則a=.
課后作業(yè)
1.等比數(shù)列中,已知
2.在等比數(shù)列中,,求.
等比數(shù)列的前n項(xiàng)和教案
教學(xué)設(shè)計(jì)
2.3.2等比數(shù)列的前n項(xiàng)和
整體設(shè)計(jì)
教學(xué)分析
本節(jié)是數(shù)列一章的最后內(nèi)容,分兩課時(shí)完成,第一課時(shí)側(cè)重于公式的推導(dǎo)及記憶,第二課時(shí)側(cè)重于公式的靈活應(yīng)用.等比數(shù)列的前n項(xiàng)和是教材中很重要的一部分內(nèi)容,是等比數(shù)列知識(shí)的再認(rèn)識(shí)和再運(yùn)用,它對(duì)學(xué)生進(jìn)一步掌握、理解等比數(shù)列以及數(shù)列的知識(shí)有著很重要的作用.等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo),也是培養(yǎng)學(xué)生分析、發(fā)現(xiàn)、類比等能力的很好的一個(gè)工具.在講求和公式推導(dǎo)時(shí),應(yīng)指出其運(yùn)算的依據(jù)是等式性質(zhì)和數(shù)運(yùn)算的通性(交換律、結(jié)合律、分配律).培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的習(xí)慣和代數(shù)運(yùn)算技能.
新大綱中對(duì)本知識(shí)有較高層次的要求,教學(xué)地位很重要,是教學(xué)全部學(xué)習(xí)任務(wù)中必須優(yōu)先完成的任務(wù).這項(xiàng)知識(shí)內(nèi)容有廣泛的實(shí)際應(yīng)用,很多問題都要轉(zhuǎn)化到等比數(shù)列的求和上來才能得到解決.如增長(zhǎng)率、濃度配比、細(xì)胞分裂、儲(chǔ)蓄信貸、養(yǎng)老保險(xiǎn)、分期付款的有關(guān)計(jì)算等許多方面均用到等比數(shù)列的知識(shí),因而考題中涉及數(shù)列的應(yīng)用問題屢見不鮮.掌握等比數(shù)列的基礎(chǔ)知識(shí),培養(yǎng)建模和解模能力是解決數(shù)列應(yīng)用問題的基本途徑.
等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式中共涉及五個(gè)量,將兩個(gè)公式結(jié)合起來,已知其中三個(gè)量可求另兩個(gè)量,即已知a1,an,q,n,Sn五個(gè)量中的任意三個(gè),就可以求出其余的兩個(gè)量,這其中滲透了方程的思想.其中解指數(shù)方程的難度比較大,訓(xùn)練時(shí)要控制難度和復(fù)雜程度,要大膽地摒棄“煩瑣的計(jì)算、人為技巧化的難題和過分強(qiáng)調(diào)細(xì)枝末節(jié)的內(nèi)容”.
數(shù)列模型運(yùn)用中蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思想方法(如方程的思想、分類討論思想、算法思想等),這些思想方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力、運(yùn)算能力和邏輯思維能力等基本能力有著不可替代的作用.教學(xué)中應(yīng)充分利用信息和多媒體技術(shù),還應(yīng)給予學(xué)生充分的探索空間.
三維目標(biāo)
1.通過本節(jié)學(xué)習(xí),使學(xué)生會(huì)用方程的思想認(rèn)識(shí)等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式,會(huì)用等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式及有關(guān)知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活中存在著的大量的數(shù)列求和的問題,將等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式與等比數(shù)列通項(xiàng)公式結(jié)合起來解決有關(guān)的求解問題.
2.通過啟發(fā)、引導(dǎo)、分析、類比、歸納,并通過嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的解題思想和解題方法的訓(xùn)練,提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng).
3.通過解決生產(chǎn)實(shí)際和社會(huì)生活中的實(shí)際問題了解社會(huì)、認(rèn)識(shí)社會(huì),形成科學(xué)的世界觀和價(jià)值觀.
重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)及靈活運(yùn)用,及生產(chǎn)實(shí)際和社會(huì)生活中有關(guān)的實(shí)際問題.
教學(xué)難點(diǎn):建立等比數(shù)列模型,用等比數(shù)列知識(shí)解決有關(guān)的生產(chǎn)實(shí)際及社會(huì)生活中的熱點(diǎn)問題.
課時(shí)安排
2課時(shí)
教學(xué)過程
第1課時(shí)
導(dǎo)入新課
思路1.(故事導(dǎo)入)國(guó)際象棋起源于古代印度,相傳有位數(shù)學(xué)家?guī)е嬘?4個(gè)方格的木盤,和32個(gè)雕刻成六種立體形狀,分別涂黑白兩色的木制小玩具,去見波斯國(guó)王并向國(guó)王介紹這種游戲的玩法.國(guó)王對(duì)這種新奇的游戲很快就產(chǎn)生了濃厚的興趣,一天到晚興致勃勃地要那位數(shù)學(xué)家或者大臣陪他玩.高興之余,他便問那位數(shù)學(xué)家,作為對(duì)他忠心的獎(jiǎng)賞,他需要得到什么賞賜呢?數(shù)學(xué)家開口說道:請(qǐng)您在棋盤上的第一個(gè)格子上放1粒麥子,第二個(gè)格子上放2粒,第三個(gè)格子上放4粒,第四個(gè)格子上放8粒……即每一個(gè)次序在后的格子中放的麥粒都必須是前一個(gè)格子麥粒數(shù)目的2倍,直到最后一個(gè)格子第64格放滿為止,這樣我就十分滿足了.“好吧!”國(guó)王揮揮手,慷慨地答應(yīng)了數(shù)學(xué)家的這個(gè)謙卑的請(qǐng)求.國(guó)王覺得,這個(gè)要求太低了,問他:“你怎么只要這么一點(diǎn)東西呢?”數(shù)學(xué)家笑著懇求道:“陛下還是叫管理國(guó)家糧倉的大臣算一算吧!”第二天,管理糧倉的大臣滿面愁容地向國(guó)王報(bào)告了一個(gè)數(shù)字,國(guó)王大吃一驚:“我的天!我哪來這么多的麥子?”這個(gè)玩具也隨著這個(gè)故事傳遍全世界,這就是今日的國(guó)際象棋.假定千粒麥子的質(zhì)量為40g,那么,數(shù)學(xué)家要求的麥粒的總質(zhì)量究竟是多少呢?由此傳說向?qū)W生發(fā)問:怎樣算出小麥的總質(zhì)量呢?
思路2.(問題導(dǎo)入)買24枚釘子,第一枚14分錢,第二枚12分錢,第三枚1分錢,以此類推,每一枚釘子的錢是前一枚的2倍,共要多少錢?請(qǐng)學(xué)生想一想,多數(shù)學(xué)生認(rèn)為大概沒有多少錢,結(jié)果一算嚇一跳,大約要4萬2千元.事實(shí)上,這是等比數(shù)列的求和問題,即S=14+12+1+2+…+221=?那么怎樣求等比數(shù)列的前n項(xiàng)和呢?在學(xué)生急于揭開謎底的強(qiáng)烈欲望下展開新課的探究.
推進(jìn)新課
新知探究
提出問題
(1)回憶等差數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)過程,是用什么方法推導(dǎo)的?
(2)對(duì)任意數(shù)列{an},前n項(xiàng)和與通項(xiàng)an的關(guān)系是什么?
(3)對(duì)首項(xiàng)為1的等比數(shù)列{an},你能探究它的前n項(xiàng)和嗎?
(4)對(duì)任意等比數(shù)列{an},怎樣推導(dǎo)它的前n項(xiàng)和公式呢?你能聯(lián)想到哪些推導(dǎo)思路?
(5)對(duì)于思路1中麥粒問題,國(guó)王應(yīng)發(fā)給數(shù)學(xué)家多少麥粒?對(duì)于Sn=1+2+22+…+2n-1的兩邊為什么要乘以2而不是乘以3或4呢?
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生回憶前面學(xué)過的等差數(shù)列前n項(xiàng)和問題,我們用倒序相加法推得了它的前n項(xiàng)和公式,并且得到了求等差數(shù)列通項(xiàng)公式的一個(gè)方法:an=a1,Sn-Sn-1,n=1,n≥2,還知道這個(gè)由數(shù)列Sn來確定an的方法適用于任何數(shù)列,且a1不一定滿足由Sn-Sn-1=an求出的通項(xiàng)表達(dá)式.
類比聯(lián)想以上方法,怎樣探究等比數(shù)列的前n項(xiàng)和呢?我們先來探究象棋格里填麥粒的問題,也就是求S=1+2+…+263=?讓學(xué)生充分觀察這個(gè)式子的特點(diǎn),發(fā)現(xiàn)每一項(xiàng)乘以2后都得它的后一項(xiàng),點(diǎn)撥學(xué)生找到解決問題的關(guān)鍵是等式左右同乘以2,再相減得和.通過這個(gè)問題的解決,先讓學(xué)生有一個(gè)感覺,就是等比數(shù)列的前n項(xiàng)和可化為一個(gè)比較簡(jiǎn)單的形式,關(guān)鍵的問題是如何簡(jiǎn)化.再讓學(xué)生探究首項(xiàng)為1的等比數(shù)列的前n項(xiàng)和,即1,q,q2,…,qn-1的前n項(xiàng)和.觀察這個(gè)數(shù)列,由于各項(xiàng)指數(shù)不同,顯然不能倒序相加減.但可發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律,就是次數(shù)是依次增加的,教師引導(dǎo)學(xué)生模仿等差數(shù)列寫出兩個(gè)求和式子,給學(xué)生以足夠的時(shí)間讓其觀察、思考、合作交流、自主探究.
經(jīng)過教師的點(diǎn)撥,學(xué)生的充分活動(dòng),學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)把兩個(gè)Sn=1+q+q2+…+qn-1錯(cuò)一個(gè)位,兩邊再同乘以公比q,那么相同的指數(shù)就對(duì)齊了.這一發(fā)現(xiàn)是突破性的智慧發(fā)現(xiàn),是石破驚天的發(fā)現(xiàn).這樣將Sn=1+q+q2+…+qn-1與qSn=q+q2+q3+…+qn兩式相減就有(1-q)Sn=1-qn,以下只需討論q的取值就可得到Sn了.
在上面的特殊簡(jiǎn)單情形解決過程中,蘊(yùn)含著一個(gè)特殊而且重要的處理問題的方法,那就是“錯(cuò)位相減,消除差別”的方法.我們將這種方法簡(jiǎn)稱為“錯(cuò)位相減法”.在解決等比數(shù)列的一般情形時(shí),我們還可以使用“錯(cuò)位相減法”.
如果記Sn=a1+a2+a3+…+an,
那么qSn=a1q+a2q+a3q+…+anq,
要想得到Sn,只要將兩式相減,就立即有(1-q)Sn=a1-anq.
這里要提醒學(xué)生注意q的取值.
如果q≠1,則有Sn=a1-anq1-q.
上述過程我們略加變化一下,還可以得到如下的過程:
如果記Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1,
那么qSn=a1q+a1q2+…+a1qn-1+a1qn,
要想得到Sn,只要將兩式相減,就立即有(1-q)Sn=a1-a1qn.
如果q≠1,則有Sn=a11-qn1-q.
上述推導(dǎo)過程,只是形式上的不同,其本質(zhì)沒有什么差別,都是用的“錯(cuò)位相減法”.
形式上,前一個(gè)出現(xiàn)的是等比數(shù)列的五個(gè)基本量:a1,q,an,Sn,n中a1,q,an,Sn四個(gè);后者出現(xiàn)的是a1,q,Sn,n四個(gè),這將為我們今后運(yùn)用公式求等比數(shù)列的前n項(xiàng)的和提供了選擇的余地.
值得重視的是:上述結(jié)論都是在“如果q≠1”的前提下得到的.言下之意,就是只有當(dāng)?shù)缺葦?shù)列的公比q≠1時(shí),我們才能用上述公式.
對(duì)于等比數(shù)列的一般情形,如果q=1會(huì)是什么樣呢?學(xué)生很快會(huì)看出,若q=1,則原數(shù)列是常數(shù)列,它的前n項(xiàng)和等于它的任一項(xiàng)的n倍,即Sn=na1.由此我們得到等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和的公式:
Sn=na1,q=1,a11-qn1-q,q≠1或Sn=na1,q=1,a1-anq1-q,q≠1.
教師進(jìn)一步啟發(fā)學(xué)生根據(jù)等比數(shù)列的特征和我們所學(xué)知識(shí),還能探究其他的方法嗎?經(jīng)過學(xué)生合作探究,聯(lián)想初中比例的性質(zhì)等,我們會(huì)有以下推導(dǎo)方法:
思路一:根據(jù)等比數(shù)列的定義,我們有a2a1=a3a2=a4a3=…=anan-1=q,
再由合比定理,則得a2+a3+a4+…+ana1+a2+a3+…+an-1=q,
即Sn-a1Sn-an=q,
從而就有(1-q)Sn=a1-anq.
當(dāng)q=1時(shí),Sn=na1,當(dāng)q≠1時(shí),Sn=a1-anq1-q.
思路二:由Sn=a1+a2+a3+…+an,得
Sn=a1+a1q+a2q+…+an-1q=a1+q(a1+a2+…+an-1)=a1+q(Sn-an),
從而得(1-q)Sn=a1-anq.
(以下從略)
在思路二中,我們巧妙地利用了Sn-Sn-1=an這個(gè)關(guān)系式,教師再次向?qū)W生強(qiáng)調(diào)這是一個(gè)非常重要的關(guān)系式,應(yīng)引起足夠的重視,幾乎在歷年的高考中都有它的影子.但要注意這里n≥2,也就是n的取值應(yīng)使這個(gè)關(guān)系式有意義,若寫Sn-1-Sn-2=an-1,則這里n≥3,以此類推.
教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式,并結(jié)合等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,從方程角度認(rèn)識(shí)這個(gè)公式,以便正確靈活地運(yùn)用它.(1)在等比數(shù)列的通項(xiàng)公式及前n項(xiàng)和公式中共有a1,an,n,q,Sn五個(gè)量,只要知道其中任意三個(gè)量,都可以通過建立方程(組)等手段求出其余兩個(gè)量;(2)在應(yīng)用公式求和時(shí),應(yīng)注意到公式的使用條件q≠1,當(dāng)q=1時(shí),應(yīng)按常數(shù)列求和,即Sn=na1.在解含字母參數(shù)的等比數(shù)列求和問題時(shí),常應(yīng)分類討論q=1與q≠1兩種情況.
討論結(jié)果:(1)倒序相加法;
(2)an=Sn-Sn-1(n≥2);
(3)利用錯(cuò)位相減法;
(4)利用an=Sn-Sn-1(n≥2);
(5)乘以2的目的是為了錯(cuò)位相減,共有麥粒264-1(顆),每千粒麥子按40g計(jì)算,共約7000億噸.
應(yīng)用示例
例1求下列等比數(shù)列的前8項(xiàng)的和:
(1)12,14,18,…;
(2)a1=27,a9=1243,q<0.
活動(dòng):本例目的是讓學(xué)生熟悉公式,第(1)小題是對(duì)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式的直接應(yīng)用;第(2)小題已知a1=27,n=8,還缺少一個(gè)已知條件,由題意顯然可以通過解方程求得公比q.題目中要求q<0,一方面是為了簡(jiǎn)化計(jì)算,另一方面是想提醒學(xué)生q既可為正數(shù),又可為負(fù)數(shù).本題中由條件可得q8=a9a1=1243×27,再由q<0可得q=-13.將所得的值代入公式就可以了.本例可由學(xué)生自己探究解答.
解:(1)因?yàn)閍1=12,q=12,所以當(dāng)n=8時(shí),S8=12[1-128]1-12=255256.
(2)由a1=27,a9=1243,可得q8=a9a1=1243×27,
又由q<0,可得q=-13,
于是當(dāng)n=8時(shí),S8=271-1243×271--13=164081.
點(diǎn)評(píng):通過本例要讓學(xué)生熟悉方程思想,再次讓學(xué)生明確,等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與前n項(xiàng)和公式中共五個(gè)量:a1,an,q,n,Sn,五個(gè)量中已知任意三個(gè)就可以求出其余的兩個(gè),其中a1,q為最基本的兩個(gè)量.同時(shí)提醒學(xué)生注意,由于等比數(shù)列涉及到指數(shù)問題,有時(shí)解題計(jì)算會(huì)很煩瑣,要注意計(jì)算化簡(jiǎn)中的技巧,靈活運(yùn)用性質(zhì).
例2(教材本節(jié)例2)
活動(dòng):本例是等比數(shù)列求和公式的直接運(yùn)用,引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合方程思想,按算法的思路來解答.本例可由學(xué)生自己完成.
點(diǎn)評(píng):通過本例讓學(xué)生明確,等比數(shù)列的通項(xiàng)公式和求和公式共涉及5個(gè)量:a1,q,an,n,Sn,已知其中3個(gè)量就可以求出另外的2個(gè)量.
變式訓(xùn)練
設(shè){an}是公比為正數(shù)的等比數(shù)列,若a1=1,a5=16,則數(shù)列{an}前7項(xiàng)的和為()
A.63B.64C.127D.128
答案:C
解析:∵a5=a1q4,∴16=q4.
又∵q>0,∴q=2.∴S7=a11-q71-q=127.
例3(教材本節(jié)例3)
活動(dòng):本例仍屬等比數(shù)列求和公式的直接應(yīng)用.雖然原數(shù)列不是等比數(shù)列,不能用公式求和,但可這樣轉(zhuǎn)化:9=10-1,99=100-1,999=1000-1,…,這樣就容易解決了.
點(diǎn)評(píng):讓學(xué)生體會(huì)本例中的轉(zhuǎn)化思想.
變式訓(xùn)練
求和:2+22+222+…+.
解:原式=29(10-1)+29(102-1)+…+29(10n-1)
=29(10+102+…+10n-n)
=29[101-10n1-10-n]
=2081(10n-1)-29n.
例4求數(shù)列1,3a,5a2,7a3,…,(2n-1)an-1的前n項(xiàng)的和.
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生觀察數(shù)列特點(diǎn),其形式是{anbn}型數(shù)列,且{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列.根據(jù)本節(jié)等比數(shù)列求和公式的推導(dǎo)方法,可采用錯(cuò)位相減法進(jìn)行求和.教學(xué)時(shí)可讓學(xué)生自己獨(dú)立探究,教師適時(shí)地點(diǎn)撥,要注意學(xué)生規(guī)范書寫.
解:當(dāng)a=1時(shí),數(shù)列變?yōu)?,3,5,7,…,(2n-1),
則Sn=n[1+2n-1]2=n2.
當(dāng)a≠1時(shí),有
Sn=1+3a+5a2+7a3+…+(2n-1)an-1,①
aSn=a+3a2+5a3+7a4+…+(2n-1)an,②
①-②,得Sn-aSn=1+2a+2a2+2a3+…+2an-1-(2n-1)an,
(1-a)Sn=1-(2n-1)an+2(a+a2+a3+…+an-1)
=1-(2n-1)an+2a1-an-11-a
=1-(2n-1)an+2a-an1-a.
又1-a≠0,
∴Sn=1-2n-1an1-a-2a-an1-a2.
點(diǎn)評(píng):通過本例,讓學(xué)生反思解題時(shí)要善于識(shí)別題目類型,善于分類討論.在應(yīng)用錯(cuò)位相減時(shí),寫出的“Sn”與“qSn”的表達(dá)式應(yīng)特別注意將兩式“同項(xiàng)對(duì)齊”,以便于下一步準(zhǔn)確寫出“Sn-qSn”的表達(dá)式.
變式訓(xùn)練
等差數(shù)列{an}中,a2=8,S6=66.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)數(shù)列{Cn}的通項(xiàng)為Cn=2n,求數(shù)列{anCn}的前n項(xiàng)和An.
解:(1)由已知,得a1+d=8,a1+a662=66,解得a1=6,d=2.
∴an=2n+4.
(2)由題意,知anCn=(2n+4)2n,
∴An=621+822+1023+…+(2n+4)2n.①
在上式中兩邊同乘以2,得
2An=622+823+1024+…+(2n+4)2n+1.②
①-②,得-An=621+222+223+…+22n-(2n+4)2n+1=4-(2n+2)2n+1,
∴An=(n+1)2n+2-4.
例5已知數(shù)列{an}中,a1,a2,a3,…,an,…構(gòu)成一個(gè)新數(shù)列:a1,(a2-a1),…,(an-an-1),…,此數(shù)列是首項(xiàng)為1,公比為13的等比數(shù)列.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng);
(2)求數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和Sn.
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生觀察新數(shù)列的各項(xiàng),不難發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)事實(shí):新數(shù)列的前n項(xiàng)和恰為an,這樣即可將問題轉(zhuǎn)化為首項(xiàng)為1,公比為13的等比數(shù)列的前n項(xiàng)和,數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式求出后,計(jì)算其前n項(xiàng)和Sn就容易多了.
解:(1)an=a1+(a2-a1)+(a3-a2)+…+(an-an-1)
=1+13+(13)2+…+(13)n-1=32[1-(13)n].
(2)Sn=a1+a2+a3+…+an
=32(1-13)+32[1-(13)2]+…+32[1-(13)n]
=32{n-[13+(13)2+…+(13)n]}
=32n-34[1-(13)n]
=34(2n-1)+14(13)n-1.
點(diǎn)評(píng):本例思路新穎,方法獨(dú)特,解完本例后教師引導(dǎo)學(xué)生反思本例解法,注意平時(shí)學(xué)習(xí)中培養(yǎng)思路的靈活性.
知能訓(xùn)練
1.設(shè)等比數(shù)列{an}的前n項(xiàng)和為Sn,若S6∶S3=1∶2,則S9∶S3等于()
A.1∶2B.2∶3C.3∶4D.1∶3
2.在等比數(shù)列{an}中,
(1)已知a2=18,a4=8,求a1與q;
(2)已知a5-a1=15,a4-a2=6,求a3.
答案:
1.C解析:∵S6∶S3=1∶2,
由a11-q61-q+a11-q31-q=12,得q3=-12.
∴S9S3=1-q91-q3=34.
2.解:(1)由已知得a1q=18,a1q3=8.
解這個(gè)方程組,得a1=27,q=23或a1=-27,q=-23.
(2)根據(jù)題意,有a1q4-a1=15,a1q3-a1q=6.
方程兩邊分別相除,得a1q4-a1a1q3-a1q=156.
整理,得2q2-5q+2=0.
解這個(gè)方程,得q=2或q=12.
當(dāng)q=2時(shí),a1=1;當(dāng)q=12時(shí),a1=-16.
所以a3=4或a3=-4.
課堂小結(jié)
1.由學(xué)生總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容:等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo),特別是在推導(dǎo)過程中,學(xué)到了錯(cuò)位相減法;在運(yùn)用等比數(shù)列求和時(shí),注意q的取值范圍是很重要的一點(diǎn),需要放在第一位來思考.
2.等比數(shù)列求和公式有兩種形式,在應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)題目所給的條件靈活選用,注意從方程的角度來觀察公式,并結(jié)合等比數(shù)列的通項(xiàng)公式共5個(gè)量,知三可求二,并注意解題中的化簡(jiǎn)技巧.
作業(yè)
課本習(xí)題2—3B組2、3.[
設(shè)計(jì)感想
“探索是教學(xué)的生命線”,本教案設(shè)計(jì)體現(xiàn)以學(xué)生為本的思想.為了讓學(xué)生較好掌握本課內(nèi)容,本節(jié)課主要采用觀察法、歸納法等教學(xué)方法,同時(shí)采用設(shè)計(jì)變式題的教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué).通過具體問題的引入,使學(xué)生體會(huì)數(shù)學(xué)源于生活.
本教案設(shè)計(jì)加強(qiáng)數(shù)學(xué)思想方法的訓(xùn)練.因?yàn)閿?shù)列內(nèi)容幾乎滲透了中學(xué)數(shù)學(xué)所有的數(shù)學(xué)思想方法,而數(shù)列模型運(yùn)用中更是蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思想方法,這些思想方法對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的閱讀理解能力、運(yùn)算能力和邏輯思維能力等有著不可替代的作用.教學(xué)中應(yīng)充分讓學(xué)生體會(huì)這些思想方法的運(yùn)用.
“問題是數(shù)學(xué)的心臟”,本教案設(shè)計(jì)注重了情境教學(xué).通過生動(dòng)具體的現(xiàn)實(shí)問題,激發(fā)學(xué)生探究的興趣和欲望,樹立學(xué)生求真的勇氣和自信心,增強(qiáng)學(xué)生學(xué)好數(shù)學(xué)的心理體驗(yàn),產(chǎn)生熱愛數(shù)學(xué)的情感,體驗(yàn)在學(xué)習(xí)中獲得的成功.
(設(shè)計(jì)者:張曉君)
第2課時(shí)
導(dǎo)入新課
思路1.(情境導(dǎo)入)一個(gè)人為了積累養(yǎng)老金,他每個(gè)月按時(shí)到銀行存100元,銀行的年利率為4%,假設(shè)可以任意分段按復(fù)利計(jì)算,試問此人在5年后共積累了多少養(yǎng)老金?如果存款和復(fù)利按日計(jì)算,則他又有多少養(yǎng)老金?如果復(fù)利和存款連續(xù)計(jì)算呢?銀行復(fù)利計(jì)息的計(jì)算方法正是我們今天要探究的內(nèi)容,由此展開新課.
思路2.(習(xí)題導(dǎo)入)在等比數(shù)列{an}中,已知a1+a2+a3=8,a4+a5+a6=-4,則數(shù)列前15項(xiàng)的和S15為()
A.112B.312C.5D.15
本題如果運(yùn)用方程的思想,求數(shù)列{an}的首項(xiàng)a1和公比q之后再求S15,是一種常規(guī)思路,但運(yùn)算量較大.可將原數(shù)列按一定規(guī)律重新組合成一個(gè)新的等比數(shù)列,S15又剛好是新數(shù)列前5項(xiàng)的和,新數(shù)列的首項(xiàng)和公比又容易求得,使得小題巧解.具體解法如下:
解析:設(shè)b1=a1+a2+a3=8;b2=a4+a5+a6=-4;…;b5=a13+a14+a15,
則b1,b2,b3,b4,b5構(gòu)成一個(gè)等比數(shù)列,其首項(xiàng)為8,公比為-12.
故S15=S5′=b1+b2+b3+b4+b5=112.選A.
由此展開本課的進(jìn)一步探究.
答案:A
推進(jìn)新課
新知探究
提出問題
1回憶等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)過程,是用什么方法推導(dǎo)的?需要注意什么問題?
2比較等差、等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式,從推導(dǎo)方法到應(yīng)用有什么不同?怎樣從方程的角度理解等比數(shù)列的求和公式?
3利用等比數(shù)列求和的關(guān)鍵是什么?
4你能對(duì)等差、等比數(shù)列求和問題作一歸納總結(jié)嗎?
5應(yīng)用等比數(shù)列可解決哪些類型的實(shí)際問題?
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生回憶上節(jié)課所學(xué)的等比數(shù)列的求和公式,通過“錯(cuò)位相減”的思路方法很巧妙地將等式Sn=a1+a1q+…+a1qn-1的兩邊同乘以該數(shù)列的公比q,使得等式右邊各項(xiàng)都向右錯(cuò)了一位;然后通過求Sn-qSn把相同項(xiàng)消去,達(dá)到簡(jiǎn)化的目的,最后解出Sn.這種求和方法具有普通性,教師再次引導(dǎo)學(xué)生回顧這種求和方法的精髓,注意的問題是必須注意q是否等于1,如果不確定,就應(yīng)分q=1與q≠1兩種情況或更多的情況進(jìn)行討論.
等比數(shù)列求和的關(guān)鍵與等差數(shù)列求和一樣,在于數(shù)列通項(xiàng)公式的表達(dá)形式,由通項(xiàng)公式的形式特點(diǎn)確定相應(yīng)的求和方法.為了達(dá)到求和時(shí)的簡(jiǎn)化運(yùn)算,應(yīng)充分利用等比數(shù)列的前n項(xiàng)和的性質(zhì).(1)若某數(shù)列的前n項(xiàng)和公式為Sn=an-1(a≠0,1),則{an}成等比數(shù)列.(2)若數(shù)列{an}是公比為q的等比數(shù)列,則Sn,S2n-Sn,S3n-S2n也成等比數(shù)列;若項(xiàng)數(shù)為2n(n∈N*),則S偶S奇=q.
應(yīng)用等比數(shù)列可解決的實(shí)際問題有:產(chǎn)量增減、價(jià)格升降、細(xì)胞繁殖、貸款利率、增長(zhǎng)率等方面的問題.解決方法是建立數(shù)列模型,應(yīng)用數(shù)列知識(shí)解決問題,要讓學(xué)生明了數(shù)列的實(shí)際應(yīng)用一直是全國(guó)各地市高考的熱點(diǎn)、重點(diǎn),考題的形式多種多樣,難度為中、高檔.
等比數(shù)列求和問題作為數(shù)列的重要內(nèi)容之一,蘊(yùn)含著豐富的數(shù)學(xué)思想方法,教學(xué)時(shí)可與等差數(shù)列對(duì)比,歸納、總結(jié).
(1)求和問題可以利用等差、等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式解決,在具體問題中,既要善于從數(shù)列的通項(xiàng)入手觀察數(shù)列的特點(diǎn)與變化規(guī)律,又要注意項(xiàng)數(shù).
(2)非等差(比)的特殊數(shù)列求和題通常的解題思路是:
①設(shè)法轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列,這一思考方法往往通過通項(xiàng)分解或錯(cuò)位相減來完成.
②不能轉(zhuǎn)化為等差(比)的特殊數(shù)列,往往通過裂項(xiàng)相消法、錯(cuò)位相減法和倒序相加法求和.一般地,如果數(shù)列能轉(zhuǎn)化為等差數(shù)列或等比數(shù)列就用公式法;如果數(shù)列項(xiàng)的次數(shù)及系數(shù)有規(guī)律,一般可用錯(cuò)位相減法;如果每項(xiàng)可寫成兩項(xiàng)之差一般可用拆項(xiàng)法;如果能求出通項(xiàng),可用拆項(xiàng)分組法.
(3)數(shù)列求和的關(guān)鍵在于數(shù)列通項(xiàng)公式的表達(dá)形式,根據(jù)通項(xiàng)公式的形式特點(diǎn),觀察采用哪種方法是這類題的解題訣竅.
(4)通項(xiàng)公式中含有(-1)n的一類數(shù)列,在求Sn時(shí)要注意需分項(xiàng)數(shù)n的奇偶性討論.
討論結(jié)果:(1)(2)(3)(5)略.
(4)數(shù)列求和的常用方法有:公式法、倒序相加法、錯(cuò)位相減法和裂項(xiàng)相消法,這也是高考??嫉膸追N求和方法.
例1某商場(chǎng)今年銷售計(jì)算機(jī)5000臺(tái),如果平均每年的銷售量比上一年的銷售量增加10%,那么從今年起,大約幾年可使總銷售量達(dá)到30000臺(tái)?(結(jié)果保留到個(gè)位)
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生探究,根據(jù)題意,從中發(fā)現(xiàn)等比關(guān)系,從中抽象出等比數(shù)列模型,并明確這是一個(gè)已知Sn=30000求n的問題.本例的解答應(yīng)先根據(jù)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式列方程,再用對(duì)數(shù)的知識(shí)解方程.
解:根據(jù)題意,每年的銷售量比上一年增加的百分率相同,所以,從今年起,每年銷售量組成一個(gè)等比數(shù)列{an},
其中a1=5000,q=1+10%=1.1,Sn=30000.
于是得到50001-1.1n1-1.1=30000,
整理,得1.1n=1.6,
兩邊取對(duì)數(shù),得nlg1.1=lg1.6,
用計(jì)算器算得n=lg1.6lg1.1≈0.20.041≈5(年).
答:大約5年可以使總銷售量達(dá)到30000臺(tái).
點(diǎn)評(píng):本例是一道關(guān)于等比數(shù)列模型的應(yīng)用題,需要從實(shí)際問題中抽象出等比數(shù)列模型.從實(shí)際背景的角度講,本例的設(shè)計(jì)一方面是想讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)日益普及,其銷量越來越大;另一方面,對(duì)于一個(gè)商場(chǎng)來講,為實(shí)現(xiàn)一定的商品銷售目標(biāo)而制訂計(jì)劃也是一件自然的事情.
變式訓(xùn)練
某市2003年共有1萬輛燃油型公交車.有關(guān)部門計(jì)劃于2004年投入128輛電力型公交車,隨后電力型公交車每年的投入比上一年增加50%,試問:
(1)該市在2010年應(yīng)該投入多少輛電力型公交車?
(2)到哪一年底,電力型公交車的數(shù)量開始超過該市公交車總量的13?
解:(1)該市逐年投入的電力型公交車的數(shù)量組成等比數(shù)列{an},
其中a1=128,q=1.5,
則在2010年應(yīng)該投入的電力型公交車為a7=a1q6=128×1.56=1458(輛).
(2)記Sn=a1+a2+…+an,依據(jù)題意,得Sn10000+Sn>13.
于是Sn=1281-1.5n1-1.5>5000(輛),
即1.5n>65732,則有n-lg65732lg1.5≈7.5,
因此n≥8.
所以,到2011年底,電力型公交車的數(shù)量開始超過該市公交車總量的13.
例2(教材本節(jié)例4)
活動(dòng):這是本單元教材安排的最后一道例題.教師引導(dǎo)學(xué)生寫出每個(gè)月的產(chǎn)值,建立等比數(shù)列的數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)量分析理解任一月份的計(jì)算表達(dá)式和求總和的計(jì)算方法.
例3某教師購買安居工程集資房72m2,單價(jià)為1000元/m2,一次性國(guó)家財(cái)政補(bǔ)貼28800元,學(xué)校補(bǔ)貼14400元,余款由個(gè)人負(fù)擔(dān).房地產(chǎn)開發(fā)公司對(duì)教師實(shí)行分期付款,每期為1年,等額付款.簽訂購房合同后,1年付款1次,再過1年又付款1次等等,共付10次,10年后還清.如果按年利率7.5%,每年復(fù)利1次計(jì)算,那么每年應(yīng)付多少元?(計(jì)算結(jié)果精確到百元.下列數(shù)據(jù)供參考:1.0752≈1.921,1.07510≈2.065,1.07511≈2.221)
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生理清問題中的基本數(shù)量關(guān)系,建立等比數(shù)列的模型,然后按等比數(shù)列的知識(shí)就很容易解決了.本例由教師與學(xué)生共同探究完成.
解:設(shè)每年應(yīng)付款x元,那么到最后1次付款時(shí)付款金額的本利和為x(1+1.075+1.0752+1.0753+…+1.0759)元;
購房余款10年后的本利和為[1000×72-(28800+14400)]1.07510=28800×1.07510元,根據(jù)10年后還清,得
x(1+1.075+1.0752+…+1.0759)=28800×1.07510,
∴x=28800×1.07510×1.075-11.07510-1≈4200(元),
即每年應(yīng)付4200元.
點(diǎn)評(píng):解決本例的關(guān)鍵是建立等比數(shù)列模型.分期付款以及新生利息之和,應(yīng)等于購房個(gè)人分擔(dān)部分10年后的本息和.
變式訓(xùn)練
假如一個(gè)人得到了一條消息,他偷偷地告訴了兩個(gè)朋友,半小時(shí)后這兩個(gè)朋友又各自偷偷地告訴了自己的兩個(gè)朋友.如果每個(gè)得到消息的人在半小時(shí)內(nèi)把這一消息告訴兩個(gè)朋友,計(jì)算一下,24小時(shí)后有多少人知道了這條消息?
解:按題意,半小時(shí)有1+2人,一小時(shí)有1+2+22人,…,設(shè)24小時(shí)后有x人知道,則x=1+2+22+23+…+248,
2x=2+22+23+24+…+249,
兩式相減得x=249-1.
利用對(duì)數(shù)計(jì)算可知x≈5.61×1014.
也就是說從第一個(gè)人知道消息開始,只過了一天時(shí)間,就有五百六十一萬億人知道了這條消息.
例4某地現(xiàn)有居民住房的總面積為am2,其中需要拆除的舊住房面積占了一半,當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)部門決定在每年拆除一定數(shù)量舊住房的情況下,仍以10%的住房增長(zhǎng)率建新住房.
(1)如果10年后該地的住房總面積正好比目前翻一番,那么每年應(yīng)拆除的舊住房總面積x是多少?(可取1.110≈2.6)
(2)過10年還未拆除的舊住房總面積占當(dāng)時(shí)住房總面積的百分比是多少?(保留到小數(shù)點(diǎn)后第1位)
解:(1)根據(jù)題意,可知
1年后住房總面積為1.1a-x;
2年后住房總面積為1.1(1.1a-x)-x=1.12a-1.1x-x;
3年后住房總面積為1.1(1.12a-1.1x-x)-x=1.13a-1.12x-1.1x-x;
……;
10年后住房總面積為1.110a-1.19x-1.18x-…-1.1x-x
=1.110a-1.110-11.1-1x=2.6a-16x.
由題意,得2.6a-16x=2a.解得x=380a(m2).
(2)所求百分比為a2-380a×102a=116≈6.3%.
答:每年應(yīng)拆除的舊住房總面積為380am2,過10年還未拆除的舊房總面積占當(dāng)時(shí)住房總面積的百分比是6.3%.
知能訓(xùn)練
1.已知數(shù)列{an}是等比數(shù)列,Sn是其前n項(xiàng)的和,求證:S7,S14-S7,S21-S14成等比數(shù)列.設(shè)k∈N*,Sk,S2k-Sk,S3k-S2k成等比數(shù)列嗎?
2.家用電器一件,現(xiàn)價(jià)2000元,實(shí)行分期付款,每期付款數(shù)相同,每月為一期,購買一個(gè)月付款一次,共付12次,購買后一年還清,月利率為0.8%,按復(fù)利計(jì)算,那么每期應(yīng)付款多少?(1.00812=1.1)
答案:
1.證明:∵S14-S7=(a1+a2+…+a14)-(a1+a2+…+a7)
=a8+a9+…+a14
=a1q7+a2q7+…+a7q7
=S7q7.
同理,S21-S14=q14S7,
∴S7(S21-S14)=(S14-S7)2.
可用同樣的方法證明Sk,S2k-Sk,S3k-S2k成等比數(shù)列.
2.解:設(shè)每期付款x元,則
第1期付款后還欠款2000(1+0.008)-x=20001.008-x,
第2期付款后還欠款[2000(1+0.008)-x]1.008-x=20001.0082-1.008x-x,
…,
第12期付款后欠款應(yīng)為0,
所以有20001.00812-(1.00811+1.00810+…+1)x=0,
∴x=20001.008121.00812-11.008-1≈175.46(元),
即每期付款175.46元.
課堂小結(jié)
1.由學(xué)生自己總結(jié)本節(jié)所探究的內(nèi)容與方法:教育儲(chǔ)蓄中的計(jì)算問題,用計(jì)算機(jī)程序計(jì)算數(shù)列的求和問題等.其中等比數(shù)列應(yīng)用問題的解決是個(gè)重點(diǎn),其特點(diǎn)是綜合性強(qiáng)、立意新、角度寬、難度大,因而在解題中務(wù)必注重基礎(chǔ)、凸現(xiàn)能力,靈活掌握.
2.學(xué)完本節(jié)后,充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,多方查找資料,進(jìn)一步拓展數(shù)列在實(shí)際生活中的應(yīng)用問題,培養(yǎng)主動(dòng)探究問題、解決問題的能力,提高我們的創(chuàng)新意識(shí)和團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神.
作業(yè)
1.課本習(xí)題2—3A組8、9、10;習(xí)題2—3B組,4選做.
2.利用網(wǎng)絡(luò)資源,探究分期付款問題.
設(shè)計(jì)感想
本教案注重知識(shí)過程的教學(xué),要求學(xué)生通過自主地觀察、討論、歸納、反思來參與學(xué)習(xí),學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題并嘗試解決問題,在活動(dòng)中進(jìn)一步提升自己的能力.
本教案設(shè)計(jì)體現(xiàn)了本章教材設(shè)置理念.本章各節(jié)內(nèi)容均由“實(shí)例分析”或“問題提出”創(chuàng)設(shè)問題情境,這些具有代表性和趣味性的問題將內(nèi)容自然引入,再通過對(duì)問題的分析和解決,由特殊過渡至一般.
等比數(shù)列及其求和問題作為數(shù)列一章的最后一個(gè)內(nèi)容,蘊(yùn)含著極大的寶藏,是一個(gè)進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的好題材.有人說“學(xué)情決定教法”,但反過來“教法也能造就學(xué)情”.在教學(xué)中注意激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造熱情,培養(yǎng)學(xué)生的主動(dòng)精神,以充分發(fā)揮本節(jié)內(nèi)容的教育功能.
備課資料
一、關(guān)于銀行利率問題的探究
問題:
(1)依教育儲(chǔ)蓄的方式,每月存50元,連續(xù)存3年,到期(3年)或6年時(shí)一次可支取本息共多少元?
(2)依教育儲(chǔ)蓄的方式,每月存a元,連續(xù)存3年,到期(3年)或6年時(shí)一次可支取本息共多少元?
(3)依教育儲(chǔ)蓄的方式,每月存50元,連續(xù)存3年,到期(3年)時(shí)一次可支取本息比同檔次的“零存整取”多收益多少元?
(4)欲在3年后一次支取教育儲(chǔ)蓄本息合計(jì)1萬元,每月應(yīng)存入多少元?
(5)欲在3年后一次支取教育儲(chǔ)蓄本息合計(jì)a萬元,每月應(yīng)存入多少元?
(6)依教育儲(chǔ)蓄方式,原打算每月存100元,連續(xù)存6年,可是到了4年時(shí),學(xué)生需要提前支取全部本息,一次可支取本息共多少元?
(7)依教育儲(chǔ)蓄方式,原打算每月存a元,連續(xù)存6年,可是到了b年時(shí),學(xué)生需要提前支取全部本息,一次可支取本息共多少元?
(8)不用教育儲(chǔ)蓄方式,而用其他的儲(chǔ)蓄方式,以每月可存100元,6年后使用為例,探討以現(xiàn)行的利率標(biāo)準(zhǔn)可能的最大收益,將得到的結(jié)果與教育儲(chǔ)蓄比較.
探究活動(dòng):
這是一個(gè)關(guān)系到我國(guó)每一個(gè)家庭的社會(huì)生活中的實(shí)際問題,其中大部分的計(jì)算都是用數(shù)列的知識(shí).在解決這個(gè)問題前,我們先熟悉一下這方面的有關(guān)政策及銀行的業(yè)務(wù)知識(shí).
銀行關(guān)于教育儲(chǔ)蓄的管理辦法(節(jié)選)
管理辦法
第七條教育儲(chǔ)蓄為零存整取定期儲(chǔ)蓄存款.存期分為一年、三年和六年.最低起存金額為50元,本金合計(jì)最高限額為2萬元.開戶時(shí)儲(chǔ)戶應(yīng)與金融機(jī)構(gòu)約定每月固定存入的金額,分月存入,中途如有漏存,應(yīng)在次月補(bǔ)齊,未補(bǔ)存者按零存整取定期儲(chǔ)蓄存款的有關(guān)規(guī)定辦理.
第八條教育儲(chǔ)蓄實(shí)行利率優(yōu)惠.一年期、三年期教育儲(chǔ)蓄按開戶日同期同檔次整存整取定期儲(chǔ)蓄存款利率計(jì)息;六年期按開戶日五年期整存整取定期儲(chǔ)蓄存款利率計(jì)息.
第十一條教育儲(chǔ)蓄逾期支取,其超過原定存期的部分,按支取日活期儲(chǔ)蓄存款利率計(jì)付利息,并按有關(guān)規(guī)定征收儲(chǔ)蓄存款利息所得稅.
第十二條教育儲(chǔ)蓄提前支取時(shí)必須全額支取,提前支取時(shí),儲(chǔ)戶能提供“證明”的,按實(shí)際存期和開戶日同期同檔次整存整取定期儲(chǔ)蓄存款利率計(jì)付利息,并免征儲(chǔ)蓄存款利息所得稅;儲(chǔ)戶未能提供“證明”的,按實(shí)際存期和支取日活期儲(chǔ)蓄存款利率計(jì)付利息,并按有關(guān)規(guī)定征收儲(chǔ)蓄存款利息所得稅.
銀行整存整取定期儲(chǔ)蓄存款利率計(jì)算公式是:
若每月固定存a元,連續(xù)存n個(gè)月,則計(jì)算利息的公式為a1+nn2×月利率.若設(shè)月利率為q,則這個(gè)公式實(shí)際上是數(shù)列aq,2aq,3aq,…,naq,…的前n項(xiàng)和.
用數(shù)學(xué)語言來說,這是個(gè)首項(xiàng)為aq,公差為aq的等差數(shù)列.從這個(gè)公式中我們知道,銀行整存整取定期儲(chǔ)蓄存款利率計(jì)算不是按復(fù)利(利生息——利滾利)計(jì)算的.
我們把這樣的計(jì)算利息的方法叫做按單利(利不生息——利不滾利)計(jì)算.
這是我們?cè)谟?jì)算時(shí)必須弄明白的,否則,我們計(jì)算的結(jié)果就會(huì)與銀行計(jì)算的實(shí)際結(jié)果不一致.
我們還需要了解銀行的三年期、五年期的整存整取的存款利率,以及三年期零存整取的存款利率和利息稅率:
三年期整存整取存款年利率為2.52%,月利率為0.21%;
五年整存整取存款年利率為2.79%,月利率為0.2325%;
三年期零存整取存款年利率為1.89%,月利率為0.1575%;
利息稅率為20%.
有了以上預(yù)備知識(shí),我們來探究前面提出的八個(gè)問題:
(1)因?yàn)槿昶谡嬲〈婵钅昀蕿?.52%,月利率為0.21%,故依教育儲(chǔ)蓄的方式,每月存入50元,連續(xù)存3年,到期一次可支取本息共
50+50×36×362×0.21%+1800=1869.93(元).
因?yàn)槲迥暾嬲〈婵钅昀蕿?.79%,月利率為0.2325%,故依教育儲(chǔ)蓄的方式,若每月存入50元,連續(xù)存6年,到期一次可支取本息共
50+50×72×722×0.2325%+3600=3905.50(元).
(2)每月存入a元,連續(xù)存3年,到期一次可支取本息共
a+a×36×362×0.21%+36a(元).
若每月存入a元,連續(xù)存6年,到期一次可支取本息共
a+a×72×722×0.2325%+72a(元).
(3)因?yàn)槿昶诹愦嬲〈婵钅昀蕿?.89%,月利率為0.1575%,故每月存50元,連續(xù)存3年,到期一次可支取本息共
50+50×36×362×0.1575%×80%+1800=1841.96(元).
比教育儲(chǔ)蓄的方式少收益27.97(元).
(4)設(shè)每月應(yīng)存入x元,由教育儲(chǔ)蓄的計(jì)算公式得
x+x×36×362×0.21%+36x=10000.
解得x≈267.39(元),即每月應(yīng)存入267.39(元).
(5)設(shè)每月應(yīng)存入x元,由教育儲(chǔ)蓄的計(jì)算公式得
x+x×36×362×0.21%+36x=10000a.
解得x=10000a37.3986=267.39a,即每月應(yīng)存入267.39a(元).
(6)根據(jù)銀行出臺(tái)的教育儲(chǔ)蓄《管理辦法》,需要提前支取的,在提供證明的情況下,按實(shí)際存期和開戶日同期同檔次整存整取定期儲(chǔ)蓄存款利率計(jì)付利息,并免征儲(chǔ)蓄存款利息所得稅.故該學(xué)生支取時(shí),應(yīng)按照三年期整存整取存款年利率為2.52%,月利率為0.21%進(jìn)行計(jì)算.由計(jì)算公式得
100+100×48×482×0.21%+4800=5046.96(元).
(7)與第(6)小題類似,應(yīng)根據(jù)實(shí)際存期進(jìn)行同檔次計(jì)算.
一到兩年的按一年期整存整取計(jì)息.一年期整存整取存款年利率為1.98%,月利率為0.165%,故當(dāng)b=1或2時(shí),由計(jì)算公式得
a+a×12b×12b2×0.165%+12ab(元).
當(dāng)b=3或4或5時(shí),應(yīng)按照三年期整存整取存款年利率為2.52%,月利率為0.21%進(jìn)行計(jì)算.根據(jù)計(jì)算公式得
a+a×12b×12b2×0.21%+12ab(元).
(8)此題可以選擇多種儲(chǔ)蓄方式,學(xué)生可能提供多個(gè)結(jié)果,只要他們計(jì)算方式符合規(guī)定的儲(chǔ)蓄方式即可.教師可以組織學(xué)生討論,然后選擇一個(gè)最佳答案.
在上述探究問題的過程中,學(xué)到了許多課本上沒有的東西,增長(zhǎng)了一些銀行存款的知識(shí).可以鼓勵(lì)學(xué)生用這些知識(shí)去規(guī)劃一下自己將來接受教育的存款計(jì)劃,并與家長(zhǎng)商量,看能不能付諸現(xiàn)實(shí);也可以為身邊的親朋好友當(dāng)個(gè)小參謀,把學(xué)到的知識(shí)講解給他們聽一聽.
從生產(chǎn)實(shí)際和社會(huì)生活中,我們還能尋找到更多的探究題材,只要我們做個(gè)有心人,我們學(xué)到的知識(shí)就能與生產(chǎn)實(shí)際與社會(huì)生活緊密地結(jié)合起來.
以下實(shí)例供參考
銀行按規(guī)定在一定時(shí)間結(jié)算利息一次,結(jié)息后即將利息并入本金,這種計(jì)算方法叫做復(fù)利,現(xiàn)在某企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造,有兩種方案:甲方案——一次性貸款10萬元,第一年可獲利1萬元,以后每年比前一年增加30%的利潤(rùn);乙方案——每年貸款1萬元,第一年可獲利1萬元,以后每年卻比前一年增加利潤(rùn)5千元,兩種方案使用期都是10年,到期一次性還本付息,若銀行貸款利息均按年息10%的復(fù)利計(jì)算,試比較兩方案的優(yōu)劣.(計(jì)算時(shí),精確到千元,并取1.110≈2.594,1.310≈13.79)
解:甲方案10年共獲利1+(1+30%)+…+(1+30%)9=1.310-11.3-1≈42.63,
到期時(shí),銀行貸款本息為10(1+10%)10≈25.94.
∴按甲方案扣除貸款本息后,凈收益為42.63-25.94=16.7(萬元).
乙方案10年共獲利1+1.5+…+(1+9×0.5)=101+5.52=32.5,
到期時(shí),銀行貸款本息為1+(1+10%)+…+(1+10%)9=1.110-11.1-1≈15.94.
∴按乙方案扣除貸款本息后,凈收益為32.5-15.94=16.6(萬元).
∴甲方案略優(yōu)于乙方案.
當(dāng)貸款期限大于10年時(shí),甲方案的優(yōu)越性更大;當(dāng)貸款期限小于10年時(shí),則乙方案較優(yōu).
二、備用習(xí)題
1.已知集合An={x|2n<x<2n+1,且x=7m+1,m、n∈N*},則A6中各元素的和為…
()
A.792B.890C.891D.990
2.某種細(xì)菌在培養(yǎng)過程中,每20分鐘分裂一次(一個(gè)分裂為兩個(gè)),經(jīng)過3小時(shí),這種細(xì)菌由一個(gè)可以繁殖成()
A.511個(gè)B.512個(gè)C.1023個(gè)D.1024個(gè)
3.在等比數(shù)列{an}中,已知對(duì)任意自然數(shù)n,a1+a2+…+an=2n-1,則a21+a22+…+a2n等于()
A.(2n-1)2B.13(2n-1)2C.4n-1D.13(4n-1)
4.設(shè)f(x)=3x3x+3,則f(1101)+f(2101)+…+f(100101)=__________.
5.?dāng)?shù)列{an}的通項(xiàng)an=2n-12n,其前n項(xiàng)的和Sn=__________.
6.用磚砌墻,第一層(底層)用去了全部磚塊的一半多一塊,第二層用去了剩下的一半多一塊,…,以此類推,每一層都用去了上次剩下磚塊的一半多一塊,到第十層恰好把磚塊用完,問共有多少塊磚?
7.某縣位于沙漠邊緣地帶,人與自然長(zhǎng)期進(jìn)行頑強(qiáng)的斗爭(zhēng),到1999年底全縣的綠化率已達(dá)到30%.從1999年開始,每年將出現(xiàn)這樣的局面:原有沙漠面積的16%被栽上樹,改造成綠洲,而同時(shí)原有綠洲面積的4%又被侵蝕,變?yōu)樯衬?br>
(1)設(shè)全縣面積為1,1999年底綠洲面積為a1=310,經(jīng)過一年(指2000年底)綠洲面積為a2,經(jīng)過n年綠洲面積為an+1,求證:an+1=45an+425.
(2)問至少經(jīng)過多少年的努力才能使全縣綠洲面積超過60%?(年取整數(shù))(lg2≈0.3010)
8.下圖是一個(gè)計(jì)算機(jī)裝置示意圖,J1、J2是數(shù)據(jù)入口,C是計(jì)算結(jié)果的出口.計(jì)算過程是由J1、J2分別輸入自然數(shù)m和n,經(jīng)過計(jì)算后得自然數(shù)k由C輸出,若此種計(jì)算機(jī)裝置完成的計(jì)算滿足以下三個(gè)性質(zhì):
①若J1、J2分別輸入1,則輸出結(jié)果是1;
②若J1輸入任何固定自然數(shù)不變,J2輸入自然數(shù)增大1,則輸出結(jié)果比原來增大2;
③若J2輸入1,J1輸入自然數(shù)增大1,則輸出結(jié)果為原來的2倍.
試問:(1)若J1輸入1,J2輸入自然數(shù)n,輸出結(jié)果為多少?
(2)若J2輸入1,J1輸入自然數(shù)m,輸出結(jié)果為多少?
(3)若J1輸入自然數(shù)m,J2輸入自然數(shù)n,輸出結(jié)果為多少?
參考答案:
1.C解析:令n=6,得26<x<27,即64<x<128.
用64<7m+1<128,
解得9<m<1817,且m∈N*.
∴m=10,11,12,…,18.
∴x=7×10+1,7×11+1,…,7×18+1共9個(gè)數(shù).
2.B解析:細(xì)菌繁殖問題為一個(gè)等比數(shù)列,首項(xiàng)為1,公比為2,經(jīng)過3小時(shí)分裂9次.因此末項(xiàng)為a10,
∴a10=a1q9=29=512.
3.D解析:∵Sn=2n-1,
∴an+1=Sn+1-Sn=2n+1-1-(2n-1)=2n.
又a1=S1=21-1=20,
∴an=2n-1.
∴a21=1.
∴a2n=(2n-1)2=4n-1,a2n+1a2n=4.
∴a21+a22+…+a2n=1-4n1-4=13(4n-1).
4.答案:50
解析:直接求和幾乎不可能,而隱蔽的信息是1101+100101=1,2101+99101=1,…,于是猜想:如果x1+x2=1,則f(x1)+f(x2)是一個(gè)常數(shù),經(jīng)檢驗(yàn),果然為1,則所求之和為50.
5.答案:3-2n2n
解析:Sn=12+34+58+716+…+2n-12n,
12Sn=14+38+516+…+2n-32n+2n-12n+1,兩式相減,得
12Sn=12+24+28+216+…+22n-2n-12n+1
=12+2(14+18+116+…+12n)-2n-12n+1,
∴Sn=1+4(14+18+116+…+12n)-2n-12n
=1+414[1-12n-1]1-12-2n-12n
=3-2n2n.
6.解:設(shè)從上層到底層磚塊數(shù)分別為a1,a2,…,an,則an=12Sn+1,從而a1=2,當(dāng)n≥2時(shí),an-an-1=12(Sn-Sn-1)=12an,即an=2an-1(n≥2,n∈N*).因此,每層磚塊數(shù)構(gòu)成首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列,故S10=21-2101-2=2046(塊).
7.(1)證明:設(shè)1999年底沙漠面積為b1,經(jīng)過n年,沙漠面積為bn+1,則a1+b1=1,且an+bn=1.
因?yàn)榫G洲面積an+1由兩部分組成,一部分是原有綠洲面積an減去被侵蝕的面積an-4100an=96100an;另一部分是新綠洲面積16100bn,
所以an+1=96100an+16100bn=96100an+16100(1-an),
得an+1=45an+425(n≥1).
(2)解:∵an+1-45=45an-1625,
∴an+1-45=45(an-45).
令cn=an-45,則cn+1=45cn.
∴數(shù)列{cn}是公比為45的等比數(shù)列.
故cn=c1(45)n-1=(a1-45)(45)n-1=(-12)(45)n-1.
an=cn+45=45-12(45)n-1(n≥1),
令an≤60100<an+1,即45-12(45)n-1≤35<45-12(45)n,
得(45)n<25≤(45)n-1,
兩邊取對(duì)數(shù),得nlg45<lg25≤(n-1)lg45,
則lg0.4lg0.8<n≤lg0.4lg0.8+1.
∵lg0.4lg0.8=2lg2-13lg2-1≈2×0.3010-13×0.3010-1≈4.1,
∴4.1<n≤5.1,
即約經(jīng)過5年的努力,綠洲面積可超過60%.
8.解:依題意,設(shè)f(m,n)=k,則f(1,1)=1,f(m,n+1)=f(m,n)+2,f(m+1,1)=2f(m,1).
(1)∵f(1,n+1)=f(1,n)+2,
即f(1,n+1)-f(1,n)=2,
∴f(1,1),f(1,2),f(1,3),…,f(1,n),…組成以f(1,1)=1為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列.
∴f(1,n)=f(1,1)+2(n-1)=2n-1.
(2)∵f(m+1,1)=2f(m,1),即fm+1,1fm,1=2,
∴f(1,1),f(2,1),…,f(m,1),…組成以f(1,1)=1為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列.
∴f(m,1)=f(1,1)2m-1=2m-1.
(3)∵f(m,n+1)=f(m,n)+2,
∴f(m,1),f(m,2),f(m,3),…,f(m,n),…組成以f(m,1)為首項(xiàng),2為公差的等差數(shù)列.
∴f(m,n)=f(m,1)+2(n-1)=2m-1+2n-2.
點(diǎn)評(píng):本題立意新穎,與生活、科技很貼近,富有時(shí)代氣息.解決本題的關(guān)鍵是理解透題意,建立數(shù)列模型.