高中等差數(shù)列的教案
發(fā)表時(shí)間:2020-11-19高二數(shù)學(xué)無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和012。
作為杰出的教學(xué)工作者,能夠保證教課的順利開(kāi)展,教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案,做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓講的知識(shí)能夠輕松被學(xué)生吸收,幫助教師能夠更輕松的上課教學(xué)。那么一篇好的教案要怎么才能寫(xiě)好呢?為滿(mǎn)足您的需求,小編特地編輯了“高二數(shù)學(xué)無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和012”,相信能對(duì)大家有所幫助。
7.8(1)無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和(1)一、教學(xué)內(nèi)容分析
本小節(jié)的重點(diǎn)是無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和公式及簡(jiǎn)單應(yīng)用.教材在前面已經(jīng)介紹了等比數(shù)列的前n項(xiàng)和與極限的概念,利用極限不難將“等比數(shù)列的有限求和”轉(zhuǎn)化為“等比數(shù)列的無(wú)限項(xiàng)求和”.教材這樣處理,既符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,又讓學(xué)生深刻體會(huì)從有限認(rèn)識(shí)無(wú)限、從已知認(rèn)識(shí)未知、從近似認(rèn)識(shí)精確的極限思想,能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲望,開(kāi)擴(kuò)學(xué)生思路,激發(fā)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣.
本小節(jié)的難點(diǎn)是正確理解無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的定義.突破難點(diǎn)的關(guān)鍵是創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情景,利用對(duì)問(wèn)題的分析,得出定義,推導(dǎo)出無(wú)窮等比數(shù)列的的各項(xiàng)和的公式,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的興趣,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維創(chuàng)新,在不斷探索中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題.
二、教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)
1.理解無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的定義;
2.掌握無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的公式,會(huì)應(yīng)用公式求無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和;
3.理解無(wú)限個(gè)數(shù)的和與有限個(gè)數(shù)的和在意義上的區(qū)別;
4.通過(guò)在利用無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的公式解決一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題過(guò)程中,形成和提高數(shù)學(xué)的應(yīng)用意識(shí).
三、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的公式的推導(dǎo)及其應(yīng)用.
教學(xué)難點(diǎn):正確理解無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的定義.
四、教學(xué)用具準(zhǔn)備
實(shí)物投影儀
五、教學(xué)流程設(shè)計(jì)
六、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
一、復(fù)習(xí)引入
思考下列問(wèn)題:
1、和1哪個(gè)數(shù)大?為什么?
2、由于空氣的阻力,因此某一類(lèi)鐘的鐘擺每擺動(dòng)一次的弧的長(zhǎng)度都是其上一次擺動(dòng)弧的長(zhǎng)度的95%.假設(shè)其第一次擺動(dòng)弧的長(zhǎng)度為40cm,求它在停止前所有擺動(dòng)的弧的長(zhǎng)度和.
對(duì)于問(wèn)題1,先讓學(xué)生進(jìn)行討論,然后展示他們的結(jié)果.
引導(dǎo)學(xué)生回答以下問(wèn)題:
(1)如果你認(rèn)為,那么比1小多少?
(2)如果你認(rèn)為,那么你能否找到一個(gè)實(shí)數(shù)a,使得成立?
換一個(gè)角度來(lái)看,事實(shí)上
而是首項(xiàng)為,公比為的無(wú)窮等比數(shù)列,它的前n項(xiàng)和為
.
于是可以把看作當(dāng)時(shí)的極限,從而
.
對(duì)于問(wèn)題2,同樣進(jìn)行分析.
對(duì)比以上兩個(gè)問(wèn)題,它們有何共同特征?
二、講授新課
1、無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的公式的推導(dǎo)
提問(wèn):在問(wèn)題1的討論中,我們將看成首項(xiàng)為、公比為的無(wú)窮等比數(shù)列的前n項(xiàng)和的極限.請(qǐng)同學(xué)們思考,是否無(wú)窮等比數(shù)列的前n項(xiàng)和的極限都存在?如果它的極限存在,那么極限等于什么?
指出:當(dāng)無(wú)窮等比數(shù)列的公比滿(mǎn)足時(shí),其前n項(xiàng)和的極限才存在.
當(dāng)時(shí),無(wú)窮等比數(shù)列前項(xiàng)和的極限如下:
∵()
∴
.
∵,∴.
∴.
讓學(xué)生嘗試從上述推導(dǎo)過(guò)程中歸納出無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的公式.
強(qiáng)調(diào):只有當(dāng)無(wú)窮等比數(shù)列的公比滿(mǎn)足時(shí),其前n項(xiàng)和的極限才存在.
2、無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的定義
提問(wèn):通過(guò)剛才的討論,你能否給無(wú)窮等比數(shù)列各項(xiàng)和下一個(gè)定義?請(qǐng)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)描述一下.
我們把的無(wú)窮等比數(shù)列的前項(xiàng)的和當(dāng)時(shí)的極限叫做無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和,并用符號(hào)表示.
().
強(qiáng)調(diào):只有當(dāng)無(wú)窮等比數(shù)列的公比滿(mǎn)足時(shí),其前n項(xiàng)和的極限才存在.
3、無(wú)窮等比數(shù)列各項(xiàng)和的應(yīng)用
例1化下列循環(huán)小數(shù)為分?jǐn)?shù):
(1);(2).
分析:設(shè)法將循環(huán)小數(shù)化成等比數(shù)列的前n項(xiàng)和,然后求極限.
解:(1)
等式右邊是首項(xiàng)為,公比是的無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)的和,所以
.
(2),
等式右邊是加上一個(gè)首項(xiàng)為,公比是的無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)的和,所以
.
師生共同總結(jié)得出:
循環(huán)小數(shù)化為分?jǐn)?shù)的法則:
1.純循環(huán)小數(shù)化分?jǐn)?shù):將一個(gè)循環(huán)節(jié)的數(shù)作分子,分母是99……9,其中9的個(gè)數(shù)是循環(huán)節(jié)數(shù)字的個(gè)數(shù).
2.混循環(huán)小數(shù)化分?jǐn)?shù):將一個(gè)循環(huán)節(jié)連同不循環(huán)部分的數(shù)減去不循環(huán)部分所得的差作分子,分母是99…900…0,其中9的個(gè)數(shù)與一個(gè)循環(huán)節(jié)的個(gè)數(shù)相同,0的個(gè)數(shù)和不循環(huán)部分的數(shù)字個(gè)數(shù)相同.
練習(xí):
例2(補(bǔ)充)求下列循環(huán)小數(shù)的和.
分析:把每一個(gè)循環(huán)小數(shù)化為分?jǐn)?shù),然后再求和.
解:同例1可求得,
,,,…
∴原式=
上式表示首項(xiàng)為,公比為的無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和.
∴原式=.
練習(xí):求下列循環(huán)小數(shù)的和:.答案:
例3如圖,正方形ABCD的邊長(zhǎng)為1,聯(lián)結(jié)這個(gè)正方形各邊的中點(diǎn)得到一個(gè)小正方形A1B1C1D1;又聯(lián)結(jié)這個(gè)小正方形各邊的中點(diǎn)得到一個(gè)更小正方形A2B2C2D2;如此無(wú)限繼續(xù)下去.求所有這些正方形周長(zhǎng)的和與面積的和.
分析:關(guān)鍵是求出第n個(gè)正方形
的邊長(zhǎng)與前一個(gè)正方形的邊長(zhǎng)的關(guān)系.
解:由題意得
第1個(gè)正方形的邊長(zhǎng),第n個(gè)
正方形的邊長(zhǎng)
,.
即所有正方形的邊長(zhǎng)組成的數(shù)列為
,
于是所有正方形的周長(zhǎng)組成的數(shù)列為
,
這是首項(xiàng)為4、公比為的無(wú)窮等比數(shù)列,故所有的正方形的周長(zhǎng)之和為
.
所有正方形的面積組成的數(shù)列為
,
這是首項(xiàng)為、公項(xiàng)為的無(wú)窮等比數(shù)列,
故所有的正方形的面積之和為
.
練習(xí):.
補(bǔ)充練習(xí):(可以和作業(yè)的思考題(2)聯(lián)系講解)
在邊長(zhǎng)為1的正方形ABCD中,取AD、BC中點(diǎn)、,得矩形;取、DC中點(diǎn)、,得一小矩形;再取、中點(diǎn),得一小矩形;如此無(wú)限繼續(xù)下去,求所有這些矩形的面積之和.
所有面積組成首項(xiàng)為,公比為的無(wú)窮等比數(shù)列,所有這些矩形面積之和為1.事實(shí)上,從作圖的過(guò)程可知,讓作圖無(wú)限下去,這些矩形面積之和正好是邊長(zhǎng)為1的正方形的面積.
三、課堂小結(jié)
1.無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的公式:S=();
2.無(wú)窮等比數(shù)列各項(xiàng)的和,是一個(gè)極限值,并且這個(gè)極限是可以達(dá)到的;
3.無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和存在是有條件的,即公比滿(mǎn)足;
4.要學(xué)會(huì)從特殊問(wèn)題的解決過(guò)程中體會(huì)一般化問(wèn)題的解決方法.
四、課后作業(yè)
1、書(shū)面作業(yè):;
2、思考題:(1)正項(xiàng)等比數(shù)列的首項(xiàng)為1,前n項(xiàng)和為,求.
(2)早在公元前四世紀(jì)我國(guó)的公孫龍就有“一尺之捶,日取其半,萬(wàn)事不竭”的提法,(1)請(qǐng)寫(xiě)出此數(shù)列并求其各項(xiàng)的和;(2)可把此數(shù)列與哪個(gè)圖形的面積聯(lián)系起來(lái),使此數(shù)列各項(xiàng)的和等于其面積和.
參看小結(jié)前的補(bǔ)充練習(xí).
七、教學(xué)設(shè)計(jì)說(shuō)明
1.本節(jié)課的關(guān)鍵是讓學(xué)生體會(huì)到:無(wú)窮多個(gè)數(shù)相加時(shí),加法法則不再適用.求無(wú)窮多個(gè)數(shù)的和實(shí)際上是求一個(gè)極限(并且這個(gè)極限可以達(dá)到).一個(gè)無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和存在的關(guān)鍵是該數(shù)列的前n項(xiàng)和的極限存在.所以,在新課引入時(shí),利用課本的問(wèn)題2讓學(xué)生充分的討論.得出無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的概念,并推導(dǎo)出無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的公式.
2.本節(jié)課的設(shè)計(jì)意圖在于用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí),讓學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中體會(huì)無(wú)窮的思想,真正理解為什么要用極限來(lái)定義一個(gè)無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和.當(dāng)學(xué)生對(duì)無(wú)窮等比數(shù)列的各項(xiàng)和的概念理解后,應(yīng)用也就水到渠成了.
相關(guān)閱讀
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(lèi)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(wèn)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(xiě)成Sn=-Aqn+A的形式.由此可見(jiàn),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(wèn)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(wèn)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(xiě)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(xiě)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(kāi)始?xì)w還,問(wèn)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(méi)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(mǎn)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(méi)有實(shí)數(shù)q滿(mǎn)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(mǎn)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(kāi)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
等比數(shù)列性質(zhì)
課題
1.1.2等比數(shù)列性質(zhì)
課型
新課
課程
分析
等比數(shù)列是又一特殊數(shù)列,它與前面我們剛剛所探討過(guò)的等差數(shù)列僅有一字之差,所以我們可用比較法來(lái)學(xué)習(xí)等比數(shù)列的相關(guān)知識(shí)。在深刻理解等差數(shù)列與等比數(shù)列的區(qū)別與聯(lián)系的基礎(chǔ)上,牢固掌握等比數(shù)列的性質(zhì)。
學(xué)情
分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了等差數(shù)列,對(duì)于等比數(shù)列學(xué)生對(duì)比等差數(shù)列學(xué)習(xí)較容易接受。
設(shè)計(jì)
理念
采用比較式數(shù)學(xué)法,從而使學(xué)生抓住等差數(shù)列與等比數(shù)列各自的特點(diǎn),以便理解、掌握與應(yīng)用.
學(xué)習(xí)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
掌握等比數(shù)列的性質(zhì)
能力目標(biāo)
會(huì)求等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,運(yùn)用等比數(shù)列的性質(zhì)。
德育目標(biāo)
1.培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)現(xiàn)意識(shí)、提高學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)、提高學(xué)生的邏輯推理能力、增強(qiáng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)。
板書(shū)設(shè)計(jì)
3.1.2課題探究一練習(xí)性質(zhì)1探究二性質(zhì)2應(yīng)用舉例探究三性質(zhì)3
課后反饋
解:設(shè)這個(gè)等比數(shù)列的首項(xiàng)是a1,公比是q,
①②
則:②÷①得:q=③③代入①得:a1=,∴an=a1·qn-1=,8.答:這個(gè)數(shù)列的第1項(xiàng)與第2項(xiàng)分別是和8.評(píng)述:要靈活應(yīng)用等比數(shù)列定義式及通項(xiàng)公式.課堂練習(xí)1.求下面等比數(shù)列的第4項(xiàng)與第5項(xiàng):(1)5,-15,45,……;(2)1.2,2.4,4.8,……;(3),……;(4)…….2.(1)一個(gè)等比數(shù)列的第9項(xiàng)是,公比是-,求它的第1項(xiàng).解:由題意得a9=,q=-∵a9=a1q8,∴,∴a1=2916答:它的第1項(xiàng)為2916.組織教學(xué)導(dǎo)入新課講授新課歸納小結(jié)布置作業(yè)
備注
一.導(dǎo)入新課(一)回顧等比數(shù)列的有關(guān)概念
(1)定義式:
(2)通項(xiàng)公式:
導(dǎo)入本課題意:與等差數(shù)列類(lèi)似,等比數(shù)列也是特殊的數(shù)列,它還有一些規(guī)律性質(zhì),本節(jié)課,就讓我們一起來(lái)探尋一下它到底有一些怎樣的性質(zhì)。
二.推進(jìn)新課
題:就任一等差數(shù)列{an},計(jì)算a7+a10和a8+a9,a10+a40和a20+a30,你發(fā)現(xiàn)了什么一般規(guī)律,能把你發(fā)現(xiàn)的規(guī)律作一般化的推廣嗎?類(lèi)比猜想一下,在等比數(shù)列中會(huì)有怎樣的類(lèi)似結(jié)論?
引導(dǎo)探:…性質(zhì)1(板書(shū)):在等比數(shù)列中,若m+n=p+q,有aman=apaq
探究二.(引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)類(lèi)比聯(lián)想發(fā)現(xiàn)進(jìn)而推證出性質(zhì)2)
已知{an}是等比數(shù)列.
(1)是否成立?成立嗎?為什么?
(2)是否成立?你據(jù)此能得到什么結(jié)論?是否成立?你又能得到什么結(jié)論?)
合作探:…性質(zhì)2(板書(shū)):在等比數(shù)列中(本質(zhì)上就是等比中項(xiàng))
探究三:一位同學(xué)發(fā)現(xiàn):若是等差數(shù)列的前n項(xiàng)和,則也是等差數(shù)列。在等比數(shù)列中是否也有這樣的結(jié)論?為什么?
性質(zhì)數(shù)列是公比為的等比數(shù)列,為的前項(xiàng)之和,則新構(gòu)成的數(shù)列仍為等比數(shù)列,且公比為。
組織教學(xué)導(dǎo)入新課講授新課歸納小結(jié)布置作業(yè)
備注
證明①當(dāng)時(shí),,則(常數(shù)),所以數(shù)列是以為首項(xiàng),1為公比的等比數(shù)列;②當(dāng)時(shí),則(常數(shù)),所以數(shù)列是以為首項(xiàng),為公比的等比數(shù)列;
由①②得,數(shù)列為等比數(shù)列,且公比為。三.應(yīng)用舉例:(理解、鞏固)
例1.1)在等比數(shù)列{an}中,已知
2)在等比數(shù)列{bn}中,b4=3,求該數(shù)列的前7項(xiàng)之積。例2在等比數(shù)例中,求
例3等比數(shù)列{an}的各項(xiàng)均為正數(shù),且,求
的值
例4、在等比數(shù)列中,,求的值.解:因是等比數(shù)列,所以是等比數(shù)列,所以
組織教學(xué)導(dǎo)入新課講授新課歸納小結(jié)布置作業(yè)
備注
四.練習(xí)(掌握,應(yīng)用)1、下列命題中:(1)常數(shù)列既是等差數(shù)列又是等比數(shù)列;
(2)若{an}是等差數(shù)列,則{3-2an}也是等差數(shù)列;
(3)若{an}是等比數(shù)列,則{an+an+1}也是等比數(shù)列;
(4)若{an}是等比數(shù)列,則也是等比數(shù)列.
其中正確的命題是_____________(填命題序號(hào))
2、在等比數(shù)列中,,則的值為_(kāi)______
3、在等比數(shù)列中,,,求的值.解:因?yàn)橛缮鲜龅缺葦?shù)列性質(zhì)知,構(gòu)造新數(shù)列其是首項(xiàng)為,公比為的等比數(shù)列,是新數(shù)列的第5項(xiàng),所以。4、已知等比數(shù)列前項(xiàng)的和為2,其后項(xiàng)的和為12,求再后面項(xiàng)的和.解:由,,因成等比數(shù)列,其公比為,所以問(wèn)題轉(zhuǎn)化為:求的值.因?yàn)榈?,所以或,于?
組織教學(xué)導(dǎo)入新課講授新課歸納小結(jié)布置作業(yè)
備注
五.課堂小結(jié)(1)等比數(shù)列的性質(zhì)1、性質(zhì)2性質(zhì)3內(nèi)容及推導(dǎo)方法歸納。
(2)等比數(shù)列三性質(zhì)的探尋,我們是通過(guò)類(lèi)比等差聯(lián)想到等比,猜想在等比數(shù)列中可能存在的性質(zhì)規(guī)律。然后先從簡(jiǎn)單的等比數(shù)列加以驗(yàn)證,再推出一般式,并加以嚴(yán)格的邏輯證明。這個(gè)過(guò)程所用的類(lèi)比、聯(lián)想、猜想、從特殊到一般,最后給予證明得出結(jié)論的想法和方法,我們稱(chēng)為數(shù)學(xué)思想方法。是解決問(wèn)題、科學(xué)發(fā)現(xiàn)、探究自然的一種重要的思維方法和手段。它無(wú)處不體現(xiàn)在我們解決問(wèn)題的思維過(guò)程中,希望大家今后留心思考,對(duì)提高你們的學(xué)習(xí)能力及分析解決問(wèn)題的能力將有極大的幫助。
等比數(shù)列教案
教學(xué)設(shè)計(jì)
2.3.1等比數(shù)列
整體設(shè)計(jì)
教學(xué)分析
等比數(shù)列與等差數(shù)列在內(nèi)容上是完全平行的,包括定義、性質(zhì)、通項(xiàng)公式等,兩個(gè)數(shù)的等差(等比)中項(xiàng)、兩種數(shù)列在函數(shù)角度下的解釋等,因此在教學(xué)時(shí)要充分利用類(lèi)比的方法,以便于弄清它們之間的聯(lián)系與區(qū)別.
等比數(shù)列是另一個(gè)簡(jiǎn)單常見(jiàn)的數(shù)列,研究?jī)?nèi)容可與等差數(shù)列類(lèi)比,這是本節(jié)的中心思想方法.本節(jié)首先歸納出等比數(shù)列的定義,導(dǎo)出通項(xiàng)公式,進(jìn)而研究圖象,又給出等比中項(xiàng)的概念,最后是通項(xiàng)公式的應(yīng)用.
等比數(shù)列概念的引入,可按教材給出的幾個(gè)具體的例子,由學(xué)生概括這些數(shù)列的相同特征,從而得到等比數(shù)列的定義.也可將幾個(gè)等差數(shù)列和幾個(gè)等比數(shù)列混在一起給出,由學(xué)生將這些數(shù)列進(jìn)行分類(lèi),由此對(duì)比地概括等比數(shù)列的定義.根據(jù)定義讓學(xué)生分析等比數(shù)列的公比不為0,以及每一項(xiàng)均不為0的特性,加深對(duì)概念的理解.啟發(fā)學(xué)生用函數(shù)觀(guān)點(diǎn)認(rèn)識(shí)通項(xiàng)公式,由通項(xiàng)公式的結(jié)構(gòu)特征聯(lián)想到指數(shù)函數(shù)進(jìn)而畫(huà)出數(shù)列的圖象.
由于有了等差數(shù)列的研究經(jīng)驗(yàn),等比數(shù)列的研究完全可以放手讓學(xué)生自己解決,充分利用類(lèi)比思想,教師只需把握課堂的節(jié)奏,真正作為一節(jié)課的組織者、引導(dǎo)者出現(xiàn),充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用.
大量的數(shù)學(xué)思想方法滲透是本章的特色,如類(lèi)比思想、歸納思想、數(shù)形結(jié)合思想、算法思想、方程思想、一般到特殊的思想等,在教學(xué)中要充分體現(xiàn)這些重要的數(shù)學(xué)思想方法,所有能力的體現(xiàn)最終歸結(jié)為數(shù)學(xué)思想方法的體現(xiàn).
三維目標(biāo)
1.通過(guò)實(shí)例,理解等比數(shù)列的概念;探索并掌握等比數(shù)列的通項(xiàng)公式、性質(zhì),能在具體的問(wèn)題情境中,發(fā)現(xiàn)數(shù)列的等比關(guān)系,提高數(shù)學(xué)建模能力;體會(huì)等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系.
2.通過(guò)現(xiàn)實(shí)生活中大量存在的數(shù)列模型,讓學(xué)生充分感受到數(shù)列是反映現(xiàn)實(shí)生活的模型,體會(huì)數(shù)學(xué)是豐富多彩的而不是枯燥無(wú)味的,達(dá)到提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的目的.
3.通過(guò)對(duì)等比數(shù)列概念的歸納,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)密的思維習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.體會(huì)探究過(guò)程中的主體作用及探究問(wèn)題的方法,經(jīng)歷解決問(wèn)題的全過(guò)程.
重點(diǎn)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):掌握等比數(shù)列的定義;理解等比數(shù)列的通項(xiàng)公式及推導(dǎo).
教學(xué)難點(diǎn):靈活應(yīng)用等比數(shù)列的定義及通項(xiàng)公式解決相關(guān)問(wèn)題,在具體問(wèn)題中抽象出等比數(shù)列模型及掌握重要的數(shù)學(xué)思想方法.
課時(shí)安排
2課時(shí)
教學(xué)過(guò)程
第1課時(shí)
導(dǎo)入新課
思路1.(情境引入)將一張厚度為0.044mm的白紙一次又一次地對(duì)折,如果對(duì)折1000次(假設(shè)是可能的),紙的厚度將是4.4×10296m,相當(dāng)于約5.0×10292個(gè)珠穆朗瑪峰的高度和,這可能嗎?但是一位數(shù)學(xué)家曾經(jīng)說(shuō)過(guò):你如果能將一張報(bào)紙對(duì)折38次,我就能順著它在今天晚上爬上月球.將一張報(bào)紙對(duì)折會(huì)有那么大的厚度嗎?這就是我們今天要解決的問(wèn)題,讓學(xué)生帶著這大大的疑問(wèn)來(lái)展開(kāi)新課.
思路2.(實(shí)例導(dǎo)入)先給出四個(gè)數(shù)列:
1,2,4,8,16,……
1,-1,1,-1,1,……
-4,2,-1,……
1,1,1,1,1,……
由學(xué)生自己去探究這四個(gè)數(shù)列,每個(gè)數(shù)列相鄰兩項(xiàng)之間有什么關(guān)系?這四個(gè)數(shù)列有什么共同點(diǎn)?讓學(xué)生觀(guān)察這些數(shù)列與上節(jié)課學(xué)習(xí)的等差數(shù)列有什么不同?由此引入新課.
推進(jìn)新課
新知探究
提出問(wèn)題
1回憶等差數(shù)列的概念及等差數(shù)列的通項(xiàng)公式的推導(dǎo)方法.
2閱讀課本本節(jié)內(nèi)容的①②③3個(gè)背景實(shí)例,領(lǐng)會(huì)三個(gè)實(shí)例所傳達(dá)的思想,寫(xiě)出由3個(gè)實(shí)例所得到的數(shù)列.
3觀(guān)察數(shù)列①②③,它們有什么共同的特征?你能再舉出2個(gè)與其特征相同的數(shù)列嗎?
4類(lèi)比等差數(shù)列的定義,怎樣用恰當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)言給出等比數(shù)列的定義?
5類(lèi)比等差中項(xiàng)的概念,你能說(shuō)出什么是等比中項(xiàng)嗎?它與等差中項(xiàng)有什么不同?
6你能舉出既是等差數(shù)列又是等比數(shù)列的例子嗎?
7類(lèi)比等差數(shù)列通項(xiàng)公式的推導(dǎo)過(guò)程,你能推導(dǎo)出等比數(shù)列的通項(xiàng)公式嗎?
8類(lèi)比等差數(shù)列通項(xiàng)公式與一次函數(shù)的關(guān)系,你能說(shuō)明等比數(shù)列的通項(xiàng)公式與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系嗎?
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生回憶等差數(shù)列概念的學(xué)習(xí)過(guò)程,指導(dǎo)學(xué)生閱讀并分析教科書(shū)中給出的3個(gè)實(shí)例.
引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)數(shù)列①②③的共同特點(diǎn):
對(duì)于數(shù)列①,從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與前一項(xiàng)的比都等于2;
對(duì)于數(shù)列②,從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與前一項(xiàng)的比都等于3;
對(duì)于數(shù)列③,從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與前一項(xiàng)的比都等于-12.
也就是說(shuō),這些數(shù)列有一個(gè)共同的特點(diǎn):從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與前一項(xiàng)的比都等于同一常數(shù),這里仍是后項(xiàng)比前項(xiàng),而不是前項(xiàng)比后項(xiàng),具有這樣特點(diǎn)的數(shù)列我們稱(chēng)之為等比數(shù)列.讓學(xué)生類(lèi)比等差數(shù)列給出等比數(shù)列的定義:
一般地,如果一個(gè)數(shù)列,從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比都等于同一個(gè)常數(shù),那么這個(gè)數(shù)列就叫做等比數(shù)列.
這個(gè)常數(shù)叫做等比數(shù)列的公比,公比通常用字母q表示,顯然q≠0,上面的三個(gè)數(shù)列都是等比數(shù)列,公比依次是2,3,-12.
①給出等比數(shù)列的定義后,讓學(xué)生嘗試用遞推公式描述等比數(shù)列的定義,即a1=a,an+1=anq(n=1,2,3,…).
②再讓學(xué)生思考既是等差數(shù)列,又是等比數(shù)列的數(shù)列存在嗎?學(xué)生思考后很快會(huì)舉出1,1,1,…既是等比數(shù)列也是等差數(shù)列,其公比為1,公差為0.
教師可再提出:常數(shù)列都是等比數(shù)列嗎?讓學(xué)生充分討論后可得出0,0,0,…是常數(shù)列,但不是等比數(shù)列.
③至此,學(xué)生已經(jīng)清晰了等比數(shù)列的概念,比如,從等比數(shù)列定義知,等比數(shù)列中的任意一項(xiàng)不為零,公比可以為正,可以為負(fù),但不能為0.
④類(lèi)比等差中項(xiàng)的概念,我們可得出等比中項(xiàng)的概念:如果三個(gè)數(shù)x,G,y組成等比數(shù)列,則G叫做x和y的等比中項(xiàng).如果G是x和y的等比中項(xiàng),那么Gx=y(tǒng)G,即G2=xy,G=±ab.因此同號(hào)的兩個(gè)數(shù)的等比中項(xiàng)有兩個(gè),它們互為相反數(shù),一個(gè)正數(shù)和一個(gè)負(fù)數(shù)沒(méi)有等比中項(xiàng).顯然,在一個(gè)等比數(shù)列中,從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)(有窮數(shù)列末項(xiàng)除外)都是它的前一項(xiàng)與后一項(xiàng)的等比中項(xiàng);反之,如果一個(gè)數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)(有窮數(shù)列的末項(xiàng)除外)都是它的前一項(xiàng)與后一項(xiàng)的等比中項(xiàng),那么這個(gè)數(shù)列是等比數(shù)列.
課件演示:不完全歸納法得到等差數(shù)列通項(xiàng)公式的過(guò)程:
a2=a1+d,
a3=a2+d=(a1+d)+d=a1+2d,
a4=a3+d=(a1+2d)+d=a1+3d,
……
歸納得到an=a1+(n-1)d.
類(lèi)比這個(gè)過(guò)程,可得等比數(shù)列通項(xiàng)公式的歸納過(guò)程如下:
a2=a1q,
a3=a2q=(a1q)q=a1q2,
a4=a3q=(a1q2)q=a1q3,
……
歸納得到an=a1qn-1.
這樣做可以幫助學(xué)生體會(huì)歸納推理對(duì)于發(fā)現(xiàn)新的數(shù)學(xué)結(jié)論的作用.這個(gè)結(jié)論的正確性可用后面的數(shù)學(xué)歸納法進(jìn)行嚴(yán)格證明,現(xiàn)在我們先承認(rèn)它.
下面我們?cè)兕?lèi)比等差數(shù)列,探究推導(dǎo)等比數(shù)列通項(xiàng)公式的其他方法:
∵{an}是等比數(shù)列,
∴anan-1=q,an-1an-2=q,an-3an-4=q,…,a2a1=q.
把以上n-1個(gè)等式兩邊分別乘到一起,即疊乘,則可得到
ana1=qn-1,
于是得到an=a1qn-1.
對(duì)于通項(xiàng)公式,教師引導(dǎo)學(xué)生明確這樣幾點(diǎn):
(1)不要把公式錯(cuò)誤地寫(xiě)成an=a1qn.
(2)對(duì)公比q,要和等差數(shù)列的公差一樣,強(qiáng)調(diào)“從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比”,不要把相鄰兩項(xiàng)的比的次序顛倒,且公比q可以為正,可以為負(fù),但不能為0.
(3)在等比數(shù)列a,aq,aq2,aq3,…中,當(dāng)a=0時(shí),一切項(xiàng)都等于0;當(dāng)q=0時(shí),第二項(xiàng)以后的項(xiàng)都等于0,這不符合等比數(shù)列的定義.因此等比數(shù)列的首項(xiàng)和公比都不能為0.
(4)類(lèi)比等差數(shù)列中d>0,d<0時(shí)的情況,若q>0,則相鄰兩項(xiàng)符號(hào)同號(hào),若q<0,則各項(xiàng)符號(hào)異號(hào);若q=1,則等比數(shù)列為非零常數(shù)列;若q=-1,則為如2,-2,2,-2,…這樣的數(shù)列;若|q|<1,則數(shù)列各項(xiàng)的絕對(duì)值遞減.
最后讓學(xué)生完成下表,從定義、通項(xiàng)公式比較等差數(shù)列、等比數(shù)列的異同,加深概念的理解.
等差數(shù)列等比數(shù)列
定義從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它前一項(xiàng)的差都是同一個(gè)常數(shù)從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它前一項(xiàng)的比都是同一個(gè)常數(shù)
首項(xiàng)、公差(公比)取值有無(wú)限制沒(méi)有任何限制首項(xiàng)、公比都不能為0
通項(xiàng)公式an=a1+(n-1)dan=a1qn-1
討論結(jié)果:(1)~(3)略.
(4)等比數(shù)列定義:如果一個(gè)數(shù)列從第2項(xiàng)起,每一項(xiàng)與它的前一項(xiàng)的比都等于同一個(gè)常數(shù),那么這個(gè)數(shù)列就叫做等比數(shù)列.
(5)并不是所有的兩個(gè)數(shù)都有等比中項(xiàng).
(6)除0外的常數(shù)列既是等差數(shù)列,又是等比數(shù)列.
(7)(8)略.
應(yīng)用示例
例1由下面等比數(shù)列的通項(xiàng)公式,求首項(xiàng)與公比.
(1)an=2n;
(2)an=1410n.
活動(dòng):本例的目的是讓學(xué)生熟悉等比數(shù)列的概念及通項(xiàng)公式,可由學(xué)生口答或互相提問(wèn).
解:(1)an=22n-1,
∴a1=2,q=2.
(2)∵an=141010n-1,
∴a1=14×10=52,q=10.
點(diǎn)評(píng):可通過(guò)通項(xiàng)公式直接求首項(xiàng),再求公比.如(1)中,a1=21=2,a2=22=4,∴q=2.
變式訓(xùn)練
設(shè)a1,a2,a3,a4成等比數(shù)列,其公比為2,則2a1+a22a3+a4的值為()
A.14B.12C.18D.1
答案:A
解析:由題意,知a2=a1q=2a1,a3=a1q2=4a1,a4=a1q3=8a1,
∴2a1+a22a3+a4=2a1+2a18a1+8a1=14.
例2(教材本節(jié)例3)
活動(dòng):本例是等比數(shù)列通項(xiàng)公式的靈活運(yùn)用,可讓學(xué)生自己完成.
點(diǎn)評(píng):解完本例后,啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察a5,a10,a15,a20的規(guī)律.
變式訓(xùn)練
已知{an}為等比數(shù)列,a3=2,a2+a4=203,求{an}的通項(xiàng)公式.
解:設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,則q≠0.
∵a2=a3q=2q,a4=a3q=2q,
∴2q+2q=203.
解得q1=13,q2=3.
當(dāng)q=13時(shí),a1=18.
∴an=18×(13)n-1=183n-1=2×33-n.
當(dāng)q=3時(shí),a1=29,
∴an=29×3n-1=2×3n-3.
例3已知數(shù)列{an}滿(mǎn)足a1=1,an+1=2an+1.
(1)求證:數(shù)列{an+1}是等比數(shù)列;
(2)求an的表達(dá)式.
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察,數(shù)列{an}不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,要求an的表達(dá)式,通過(guò)轉(zhuǎn)化{an+1}是等比數(shù)列來(lái)求解.
解:(1)證明:∵an+1=2an+1,∴an+1+1=2(an+1).
∵a1=1,故a1+1≠0,則有an+1+1an+1=2.
∴{an+1}是等比數(shù)列.
(2)由(1)知{an+1}是以a1+1=2為首項(xiàng),以2為公比的等比數(shù)列,
∴an+1=22n-1,即an=2n-1.
點(diǎn)評(píng):教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解后反思.如本題(1),不能忽視對(duì)an+1≠0的說(shuō)明,因?yàn)樵诘缺葦?shù)列{an}中,an≠0,且公比q≠0,否則解題會(huì)出現(xiàn)漏洞.
變式訓(xùn)練
已知數(shù)列{lgan}是等差數(shù)列,求證:{an}是等比數(shù)列.
證明:∵{lgan}是等差數(shù)列,設(shè)公差為d,
則lgan+1-lgan=d,即an+1an=10d(常數(shù)).
∴{an}是等比數(shù)列.
知能訓(xùn)練
1.已知等比數(shù)列{an}滿(mǎn)足a1+a2=3,a2+a3=6,則a7等于()
A.64B.81C.128D.243
2.在等比數(shù)列中,已知首項(xiàng)為98,末項(xiàng)為13,公比為23,則項(xiàng)數(shù)為()
A.3B.4C.5D.6
答案:
1.A解析:由a1+a2=3,a2+a3=6,知q=2,a1=1.
所以a7=a1q6=64.
2.B解析:設(shè)等比數(shù)列為{an}.
又∵a1=98,q=23,an=13,∴qn-1=ana1,即(23)n-1=827.
∴n-1=3,n=4,即項(xiàng)數(shù)為4.
課堂小結(jié)
1.讓學(xué)生歸納總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容:等比數(shù)列的概念和等比數(shù)列的通項(xiàng)公式的推導(dǎo)及簡(jiǎn)單的應(yīng)用,等比數(shù)列的證明方法.可讓學(xué)生對(duì)比小結(jié)等差數(shù)列與等比數(shù)列的知識(shí),對(duì)比各自性質(zhì)的異同,讓學(xué)生用列表的形式給出.
2.教師點(diǎn)出,通過(guò)本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí),在掌握知識(shí)的同時(shí),我們還學(xué)到了探究新問(wèn)題的方法,提高了我們解決問(wèn)題的能力,進(jìn)一步明確了學(xué)習(xí)必須經(jīng)歷探究問(wèn)題全過(guò)程的意義,必須領(lǐng)悟凝練數(shù)學(xué)思想方法.
作業(yè)
課本習(xí)題2—3A組1;習(xí)題2—3B組1.
設(shè)計(jì)感想
本教案設(shè)計(jì)將類(lèi)比思想貫穿整節(jié)課始終,等差數(shù)列和等比數(shù)列具有極其相似的特點(diǎn),比較它們的結(jié)構(gòu)和運(yùn)算性質(zhì),運(yùn)用類(lèi)比的方法,可使很多相關(guān)性質(zhì)得以類(lèi)比和遷移;讓學(xué)生體會(huì)到:有些看似陌生的知識(shí)并不都是高不可攀的事情,通過(guò)我們的努力,也可以做一些看似數(shù)學(xué)家才能完成的事.
本教案設(shè)計(jì)加強(qiáng)了實(shí)際背景的教學(xué),等比數(shù)列有著非常廣泛的實(shí)際應(yīng)用:如產(chǎn)品規(guī)格設(shè)計(jì)的問(wèn)題;儲(chǔ)蓄,分期付款的有關(guān)計(jì)算等等.教學(xué)時(shí)不是簡(jiǎn)單地告訴學(xué)生等比數(shù)列的定義及通項(xiàng)公式的內(nèi)容,而是通過(guò)實(shí)際問(wèn)題創(chuàng)設(shè)一些數(shù)學(xué)情境,讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn),去探索其意義.
本教案設(shè)計(jì)突出了數(shù)學(xué)思維的訓(xùn)練,數(shù)學(xué)是思維的體操,是培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題,解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)造能力的載體.新課程倡導(dǎo)強(qiáng)調(diào)過(guò)程,強(qiáng)調(diào)學(xué)生探索新知識(shí)的經(jīng)歷和獲得新知的體驗(yàn),不再讓教學(xué)脫離學(xué)生的內(nèi)心感受,必須讓學(xué)生追求過(guò)程的體驗(yàn),學(xué)生的思維能力就是在這種過(guò)程的體驗(yàn)中逐漸提高的.
(設(shè)計(jì)者:張曉君)
第2課時(shí)
導(dǎo)入新課
思路1:(類(lèi)比導(dǎo)入)等差數(shù)列具有豐富而重要的性質(zhì),通過(guò)復(fù)習(xí)等差數(shù)列的性質(zhì),由學(xué)生猜想并證明等比數(shù)列的性質(zhì).這樣既復(fù)習(xí)了舊知識(shí),同時(shí)又讓學(xué)生經(jīng)歷了知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過(guò)程,這種引入符合新課程理念.
思路2:讓學(xué)生先完成本節(jié)的思考與討論及探索與研究,借助學(xué)生的探究,師生共同歸納出相關(guān)性質(zhì),自然地引入新課.(這種從課本上的練習(xí)題入手的方法,其好處是:直截了當(dāng),節(jié)省課堂時(shí)間,教師也比較輕松,只是學(xué)生的思維活動(dòng)層次較第一種弱一些,但也是一種不錯(cuò)的導(dǎo)入選擇)
推進(jìn)新課
新知探究
提出問(wèn)題
1回憶上節(jié)課等比數(shù)列的概念,等比中項(xiàng)、通項(xiàng)公式的概念.
2回憶怎樣證明一個(gè)數(shù)列是等比數(shù)列?
3類(lèi)比等差數(shù)列的圖象與一次函數(shù)的圖象之間的關(guān)系,探究等比數(shù)列的圖象與指數(shù)函數(shù)的圖象之間的關(guān)系.
4類(lèi)比等差數(shù)列的性質(zhì),你能探究出等比數(shù)列有哪些重要結(jié)論?
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)上一節(jié)課的探究做一簡(jiǎn)要回顧,借以熟悉等比數(shù)列的有關(guān)概念,為進(jìn)一步探究做好必要的準(zhǔn)備,然后讓學(xué)生借助信息技術(shù)或用描點(diǎn)作圖畫(huà)出課本“探究”中(2)(3)要求的圖象(如圖),說(shuō)說(shuō)通項(xiàng)公式為an=2n-1的數(shù)列的圖象和函數(shù)y=2x-1的圖象的關(guān)系.然后交流、討論,歸納出二者之間的關(guān)系.事實(shí)上,等比數(shù)列的通項(xiàng)公式可整理為an=a1qqn,而y=a1qqx(q≠1)是一個(gè)不為零的常數(shù)a1q與指數(shù)函數(shù)qx的乘積.從圖象上看,表示數(shù)列{a1qqn}中的各項(xiàng)的點(diǎn)是函數(shù)y=a1qqx的圖象上的孤立點(diǎn).
和等差數(shù)列一樣,等比數(shù)列中蘊(yùn)涵著許多重要的性質(zhì),類(lèi)比等差數(shù)列的探究方法,教師與學(xué)生一起探究.
就任一等差數(shù)列{an},計(jì)算a7+a10,a8+a9和a10+a40,a20+a30,你發(fā)現(xiàn)了什么規(guī)律?從等差數(shù)列和函數(shù)之間的聯(lián)系的角度來(lái)分析這個(gè)問(wèn)題,在等比數(shù)列中會(huì)有怎樣的類(lèi)似結(jié)論?
在等差數(shù)列{an}中,我們已經(jīng)探究了,若m+n=p+q(m、n、p、q∈N*),則am+an=ap+aq,那么我們可以類(lèi)比猜想:對(duì)于等比數(shù)列{an},若m+n=p+s(m、n、p、s∈N*),則aman=apas.讓學(xué)生對(duì)此給出證明.
證明:設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q,
則有aman=a1qm-1a1qn-1=a21qm+n-2,apas=a1qp-1a1qs-1=a21qp+s-2,
∵m+n=p+s,∴有aman=apas.
經(jīng)過(guò)這個(gè)證明過(guò)程,我們得到了等比數(shù)列的一個(gè)重要性質(zhì),即等比數(shù)列{an}中,若m+n=p+s(m,n,p,s∈N*),則有aman=apas.
結(jié)合等比中項(xiàng),我們很容易有這樣的結(jié)論:
(1)與首末兩項(xiàng)等距離的兩項(xiàng)之積等于首末兩項(xiàng)的積;
(2)與某一項(xiàng)距離相等的兩項(xiàng)之積等于這一項(xiàng)的平方.
結(jié)合上節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容,教師與學(xué)生一起探究歸納可得到等比數(shù)列以下重要結(jié)論:
1.等比數(shù)列的判斷方法
(1)an=an-1q(n≥2,q是不等于零的常數(shù),an-1≠0)?{an}是等比數(shù)列.
(2)a2n=an-1an+1(n≥2,an-1,an,an+1≠0)?{an}是等比數(shù)列.
(3)an=cqn(c、q均是不為零的常數(shù))?{an}是等比數(shù)列.
2.主要性質(zhì)
(1)當(dāng)q>1,a1>0或0<q<1,a1<0時(shí),{an}是遞增數(shù)列;當(dāng)q>1,a<0或0<q<1,a1>0時(shí),{an}是遞減數(shù)列,當(dāng)q=1時(shí),{an}是常數(shù)列;當(dāng)q<0時(shí),{an}是擺動(dòng)數(shù)列.
(2)an=amqn-m(m、n∈N*).
(3)當(dāng)m+n=p+q(m、n、p、q∈N*)時(shí),有aman=apaq.
(4)當(dāng)數(shù)列{an}是各項(xiàng)均為正數(shù)的等比數(shù)列時(shí),數(shù)列{lgan}是公差為lgq的等差數(shù)列.
(5)數(shù)列{an}中,公比q≠1,則連續(xù)取相鄰兩項(xiàng)的和(或差)構(gòu)成公比為q的等比數(shù)列.
學(xué)習(xí)等比數(shù)列時(shí),時(shí)刻與等差數(shù)列進(jìn)行對(duì)比,學(xué)會(huì)用類(lèi)比、方程的思想解決問(wèn)題.
討論結(jié)果:(1)讓學(xué)生默寫(xiě).
(2)有3種證明方法,比較常用的方法是:a2n=an-1an+1(n≥2,an-1,an,an+1≠0)?{an}是等比數(shù)列.
(3)等比數(shù)列的通項(xiàng)公式是關(guān)于n的指數(shù)型函數(shù).
(4)最常用的是活動(dòng)中的第3個(gè)性質(zhì).
應(yīng)用示例
例1一個(gè)等比數(shù)列的第3項(xiàng)和第4項(xiàng)分別是12和18,求它的第1項(xiàng)和第2項(xiàng).
活動(dòng):本例是課本上例題3,由題意知a3=12,a4=18,求a1,a2.和等差數(shù)列一樣,這是屬于基本量運(yùn)算的題目,其基本量為a1,q.教師引導(dǎo)學(xué)生探究,由等比數(shù)列的通項(xiàng)公式列出方程組,求得通項(xiàng)公式,再由通項(xiàng)公式求得數(shù)列的任意項(xiàng).這個(gè)過(guò)程可以幫助學(xué)生再次體會(huì)通項(xiàng)公式的作用及其與方程之間的聯(lián)系.
解:設(shè)這個(gè)等比數(shù)列的第1項(xiàng)是a1,公比是q,那么a1q2=12,①
a1q3=18.②
②÷①,得q=32,③
把③代入①,得a1=163.
因此,a2=a1q=163×32=8.
答:這個(gè)數(shù)列的第1項(xiàng)和第2項(xiàng)分別是163與8.
點(diǎn)評(píng):通過(guò)本題讓學(xué)生體會(huì)方程思想.
變式訓(xùn)練
在等比數(shù)列{an}中,a5a7=6,a2+a10=5,則a18a10等于()
A.-23或-32B.23C.32D.23或32
答案:D
解析:∵a5a7=a2a10,由a2a10=6,a2+a10=5,
得a2=2,a10=3或a2=3,a10=2.
∴a18a10=a10a2=32或a18a10=23.
例2(1)在等比數(shù)列{an}中,已知a1=5,a9a10=100,求a18;
(2)在等比數(shù)列{bn}中,b4=3,求該數(shù)列前七項(xiàng)之積;
(3)在等比數(shù)列{an}中,a2=-2,a5=54,求a8.
活動(dòng):本例三個(gè)小題屬基本概念題,讓學(xué)生合作交流完成,充分讓學(xué)生思考探究,展示將問(wèn)題與所學(xué)的性質(zhì)聯(lián)系到一起的思維過(guò)程.
解:(1)∵a1a18=a9a10,∴a18=a9a10a1=1005=20.
(2)b1b2b3b4b5b6b7=(b1b7)(b2b6)(b3b5)b4.
∵b24=b1b7=b2b6=b3b5,∴前七項(xiàng)之積為(32)3×3=37=2187.
(3)∵a5是a2與a8的等比中項(xiàng),∴542=a8×(-2).∴a8=-1458.
另解:a8=a5q3=a5a5a2=54×54-2=-1458.
點(diǎn)評(píng):通過(guò)本例,讓學(xué)生熟悉公式,善于聯(lián)想,善于將解題過(guò)程簡(jiǎn)化.
變式訓(xùn)練
已知等比數(shù)列{an}中,a1+a3=15,且a1+a2+a3+a4=45.
(1)求數(shù)列{an}的通項(xiàng)公式;
(2)設(shè)bn=11-log2a2n+13,求數(shù)列{bn}的前n項(xiàng)和Sn.
解:(1)設(shè)等比數(shù)列{an}的公比為q.
由題意得a1+a1q2=15,a1+a1q+a1q2+a1q3=45,解得q=2,a1=3,
∴an=32n-1.
(2)由(1)得a2n+1=322n,∴bn=11-log2a2n+13=11-2n.
∴數(shù)列{bn}是首項(xiàng)為9,公差為-2的等差數(shù)列.
從而Sn=n9+11-2n2=-n2+10n.
例3三個(gè)正數(shù)成等差數(shù)列,它們的和等于15,如果它們分別加上1,3,9,就成為等比數(shù)列,求此三個(gè)數(shù).
活動(dòng):教師引導(dǎo)學(xué)生分析題意,因?yàn)樗笕齻€(gè)數(shù)成等差數(shù)列,它們的和已知,故可設(shè)這三個(gè)數(shù)為a-d,a,a+d,再根據(jù)已知條件尋找關(guān)于a、d的兩個(gè)方程,通過(guò)解方程組即可獲解.
解:設(shè)所求三個(gè)數(shù)為a-d,a,a+d,
則由題設(shè)得a-d+a+a+d=15,a+32=a-d+1a+d+9,
解此方程組,得a=5,d=2.∴所求三個(gè)數(shù)為3,5,7.
點(diǎn)評(píng):此類(lèi)問(wèn)題要注意設(shè)未知數(shù)的技巧.若設(shè)所求三個(gè)數(shù)為a,b,c,則列出三個(gè)方程求解,運(yùn)算過(guò)程將過(guò)于繁雜.因此在計(jì)算過(guò)程中,應(yīng)盡可能地少設(shè)未知數(shù).
例4根據(jù)下圖中的框圖,寫(xiě)出所打印數(shù)列的前5項(xiàng),并建立數(shù)列的遞推公式,這個(gè)數(shù)列是等比數(shù)列嗎?
活動(dòng):本題是給出數(shù)列的前幾項(xiàng)要求寫(xiě)出數(shù)列的遞推公式.這種題型難度較大.但本題用程序框圖給出了數(shù)列的前5項(xiàng),而遞推公式就包含在程序框圖中,這就大大降低了題目的難度.教學(xué)時(shí)教師可引導(dǎo)學(xué)生回顧程序框圖,引導(dǎo)學(xué)生思考如何判斷一個(gè)數(shù)列是等比數(shù)列.
解:若將打印出來(lái)的數(shù)依次記為a1(即A),a2,a3,…,
可知a1=1,a2=a1×12,a3=a2×12.
于是,可得遞推公式a1=1,an=12an-1n1.
由于anan-1=12,
因此,這個(gè)數(shù)列是等比數(shù)列.
其通項(xiàng)公式是an=(12)n-1.
點(diǎn)評(píng):通過(guò)本題讓學(xué)生明確,要證明一個(gè)數(shù)列是等比數(shù)列,只需證明對(duì)于任意正整數(shù)n,an+1an是一個(gè)常數(shù)即可,同時(shí)也再一次體會(huì)到能夠用框圖中的循環(huán)結(jié)構(gòu)來(lái)描述數(shù)列.
知能訓(xùn)練
1.已知等比數(shù)列{an}中,a1+a2+a3=7,a1a2a3=8,求an.
2.某種放射性物質(zhì)不斷變化為其他物質(zhì),每經(jīng)過(guò)一年,剩留的這種物質(zhì)是原來(lái)的84%,這種物質(zhì)的半衰期為多長(zhǎng)?(精確到1年)
答案:
1.解:∵a1a3=a22,∴a1a2a3=a32=8.∴a2=2.
從而a1+a3=5,a1a3=4.
解之,得a1=1,a3=4,或a1=4,a3=1.
當(dāng)a1=1時(shí),q=2,當(dāng)a1=4時(shí),q=12.
∴an=2n-1或an=4(12)n-1=23-n(n∈N*).
點(diǎn)評(píng):本例解答中易產(chǎn)生的錯(cuò)誤是在求得a1=1,a3=4或a1=4,a3=1后,由a3=a1q2分別得出q=±2或q=±12.求得an=2n-1或an=(-2)n-1或an=4(12)n-1或an=4(-12)n-1.教師引導(dǎo)學(xué)生尋找產(chǎn)生這一錯(cuò)誤的原因是忽視了由于a2=2,a1>0,必有q>0這一隱含條件.
2.解:設(shè)這種物質(zhì)最初的質(zhì)量是1,經(jīng)過(guò)n年,剩留量是an,
由條件可得,數(shù)列{an}是一個(gè)等比數(shù)列,其中a1=0.84,q=0.84.
設(shè)an=0.5,則0.84n=0.5.
兩邊取對(duì)數(shù),得nlg0.84=lg0.5,
用計(jì)算器算得n≈4.
答:這種物質(zhì)的半衰期大約為4年.
點(diǎn)評(píng):本例是一道應(yīng)用題,反映的是等比數(shù)列通項(xiàng)公式的基本量運(yùn)算問(wèn)題.在解題過(guò)程中,用對(duì)數(shù)的知識(shí)解方程可以幫助學(xué)生回顧對(duì)數(shù)的性質(zhì),本題重在讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)際問(wèn)題情境中數(shù)列的等比關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生從實(shí)際問(wèn)題中抽象出數(shù)學(xué)模型的能力.
課堂小結(jié)
1.讓學(xué)生歸納總結(jié)本節(jié)學(xué)習(xí)內(nèi)容:等比數(shù)列的性質(zhì),等比數(shù)列與指數(shù)函數(shù)的關(guān)系.對(duì)比小結(jié)等差數(shù)列與等比數(shù)列的知識(shí),對(duì)比各自性質(zhì)的異同.從函數(shù)的角度看,如果說(shuō)等差數(shù)列可以與一次函數(shù)聯(lián)系起來(lái),那么等比數(shù)列則可以與指數(shù)函數(shù)聯(lián)系起來(lái).
2.學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容應(yīng)注意等比數(shù)列定義的運(yùn)用,靈活選設(shè)未知數(shù),注意總結(jié)常用解題技巧.有關(guān)本內(nèi)容的高考題主要體現(xiàn)在考查化歸能力、方程思想、分類(lèi)討論思想以及數(shù)學(xué)建模能力上,并能用這些知識(shí)解決一些實(shí)際問(wèn)題.
作業(yè)
課本習(xí)題2—3A組2、3、4.
設(shè)計(jì)感想
本教案設(shè)計(jì)突出了教學(xué)梯度.因?yàn)閺膶?shí)際教學(xué)來(lái)看,對(duì)這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)不少同學(xué)仍然是困難重重,從中折射出他們學(xué)習(xí)方式存在的問(wèn)題,死記硬背仍然是公式學(xué)習(xí)的主要形式.在練習(xí)環(huán)節(jié),不少學(xué)生只會(huì)做與課本例題完全一致的習(xí)題,如果稍加變式,就束手無(wú)策,反映出數(shù)學(xué)思維的僵化及簡(jiǎn)單.但是訓(xùn)練學(xué)生的思維能力,提升學(xué)生的思維品質(zhì),是數(shù)學(xué)教師直接面對(duì)的重要課題,也是提升教學(xué)效果的關(guān)鍵.因此在設(shè)計(jì)梯度方面注重了一題多解,這有助于學(xué)生思維的發(fā)散性及靈活性的培養(yǎng),以及克服思維的僵化,變式教學(xué)又可以提升思維視野的廣度,題后反思有助于學(xué)生思維批判性品質(zhì)的提升.
本教案設(shè)計(jì)注重了教學(xué)過(guò)程的更優(yōu)化、更合理化,因?yàn)殚L(zhǎng)期以來(lái)的課堂教學(xué)太過(guò)于重視結(jié)論,輕視過(guò)程.為了應(yīng)付考試,為了使公式、定理應(yīng)用達(dá)到所謂的熟能生巧,教學(xué)中不惜花大量的時(shí)間采用題海戰(zhàn)術(shù)來(lái)進(jìn)行強(qiáng)化.在概念公式的教學(xué)中往往采用的是“掐頭去尾燒中段”的方法,到頭來(lái)把學(xué)生強(qiáng)化成只會(huì)套用公式機(jī)械解題,這樣的學(xué)生面對(duì)新問(wèn)題就會(huì)束手無(wú)策,更不利于今后的創(chuàng)新式高考.
本教案設(shè)計(jì)清晰了課堂教學(xué)的層次階段,本節(jié)課可以劃分為三個(gè)階段,第一階段是等比數(shù)列性質(zhì)的推得和理解過(guò)程;第二階段是等比數(shù)列性質(zhì)的歸納、理解和應(yīng)用的過(guò)程;第三階段是歸納小結(jié).這三個(gè)階段自然是以第一、第二階段為主.這樣便于學(xué)生課堂推進(jìn),也便于教師對(duì)整個(gè)課堂的宏觀(guān)調(diào)控.
備課資料
一、備用例題
例1.已知無(wú)窮數(shù)列10,10,10,…,10,….
求證:(1)這個(gè)數(shù)列成等比數(shù)列;
(2)這個(gè)數(shù)列中的任一項(xiàng)是它后面第五項(xiàng)的110;
(3)這個(gè)數(shù)列的任意兩項(xiàng)的積仍在這個(gè)數(shù)列中.
例2.設(shè)a,b,c,d均為非零實(shí)數(shù),(a2+b2)d2-2b(a+c)d+b2+c2=0,
求證:a,b,c成等比數(shù)列且公比為d.
證法一:關(guān)于d的二次方程(a2+b2)d2-2b(a+c)d+b2+c2=0有實(shí)根,
∴Δ=4b2(a+c)2-4(a2+b2)(b2+c2)≥0.∴-4(b2-ac)2≥0.∴-(b2-ac)2≥0.
則必有b2-ac=0,即b2=ac,∴a,b,c成等比數(shù)列.
設(shè)公比為q,則b=aq,c=aq2,代入
(a2+a2q2)d2-2aq(a+aq2)d+a2q2+a2q4=0.
∵(q2+1)a2≠0,∴d2-2qd+q2=0,即d=q≠0.
證法二:∵(a2+b2)d2-2b(a+c)d+b2+c2=0,
∴(a2d2-2abd+b2)+(b2d2-2bcd+c2)=0.
∴(ad-b)2+(bd-c)2=0.∴ad=b,且bd=c.
∵a,b,c,d非零,∴ba=cb=d.∴a,b,c成等比數(shù)列且公比為d.
二、備用習(xí)題
1.公差不為0的等差數(shù)列第二、三、六項(xiàng)構(gòu)成等比數(shù)列,則公比為()
A.1B.2C.3D.4
2.設(shè){an}是由正數(shù)組成的等比數(shù)列,公比q=2,且a1a2a3…a30=230,則a3a6a9…a30等于()
A.210B.220C.216D.215
3.各項(xiàng)為正數(shù)的等比數(shù)列{an}中,首項(xiàng)a1=3,a1+a2+a3=21,則a3+a4+a5等于……()
A.33B.72C.84D.189
4.在83和272之間插入三個(gè)數(shù),使這五個(gè)數(shù)成等比數(shù)列,則插入的三個(gè)數(shù)的乘積為_(kāi)_________.
5.在等比數(shù)列{an}中,
(1)若a1=256,a9=1,求q和a12;
(2)若a3a5=18,a4a8=72,求q.
6.已知{an}是等差數(shù)列,{bn}是等比數(shù)列,且a1=b1=c>0,a2n+1=b2n+1,比較an+1與bn+1的大?。?br>
參考答案:
1.答案:C
解析:設(shè)等差數(shù)列的首項(xiàng)為a1,公差為d,由題意,得a23=a2a6,(a1+2d)2=(a1+d)(a1+5d).
∴d=-2a1.
設(shè)等比數(shù)列的公比為q,則q=a3a2=3.
2.答案:B
解析:由a1a2a3a4…a30=230,得
a33q3a36q3a39q3…a330q3=230,
∴a33a36a39…a330=(2q)30.
∴a3a6a9…a30=220.
3.答案:C
解析:由a1+a2+a3=a1+a1q+a1q2=21,∴1+q+q2=7.
解得q=2,q=-3(舍去),∴a3=a1q2=3×4=12.
∴a3+a4+a5=a3(1+q+q2)=12×7=84.
4.答案:216
解析:設(shè)插入的三個(gè)數(shù)為a、b、c,則b2=83×272=4×9=ac,
所以b=6,ac=36,故abc=216.
5.解:(1)∵a9=a1q8,∴256q8=1,即q=±12.
當(dāng)q=12時(shí),a12=a1q11=2561211=18;
當(dāng)q=-12時(shí),a12=a1q11=256×(-12)11=-18.
(2)a1q2a1q4=18,即a21q6=18.
又a1q3a1q7=72,即a21q10=72.
兩式相除得q4=7218=4,∴q=±2.
6.解:由題意知c+2nd=cq2n,∴nd=c2(q2n-1).
∵an+1-bn+1=c+nd-cqn=c+c2(q2n-1)-cqn=c2(qn-1)2≥0,
∴an+1≥bn+1.
三、斐波那契數(shù)列的奇妙性質(zhì)
我們看章頭圖中的斐波那契數(shù)列,它有一系列奇妙的性質(zhì),現(xiàn)簡(jiǎn)列以下幾條,供讀者欣賞.
1.從首項(xiàng)開(kāi)始,我們依次計(jì)算每一項(xiàng)與它的后一項(xiàng)的比值,并精確到小數(shù)點(diǎn)后第四位:
11=1.000021=2.0000
32=1.500053=1.6667
85=1.6000138=1.6250
2113=1.61543421=1.6190
5534=1.61768955=1.6182
14489=1.6180253144=1.6181
如果將這一工作不斷地繼續(xù)下去,這個(gè)比值將無(wú)限趨近于某一個(gè)常數(shù),這個(gè)常數(shù)位于1.6180與1.6181之間,它還能準(zhǔn)確地用黃金數(shù)1+52表示出來(lái).
2.我們?cè)诔踔性?jīng)遇到過(guò)楊輝三角形,如下圖所示,楊輝三角形中虛線(xiàn)上的數(shù)的和恰好組成斐波那契數(shù)列:
3.在斐波那契數(shù)列中,請(qǐng)你驗(yàn)證下列簡(jiǎn)單的性質(zhì):
前n項(xiàng)和Sn=an+2-1,
anan+1-an-1an-2=a2n-1(n≥3),
a2n-1+a2n=an-1(n≥2),
an-2an=a2n-1-(-1)n(n≥3).
據(jù)載首先是由19世紀(jì)法國(guó)數(shù)學(xué)家呂卡將級(jí)數(shù){Un}:1,1,2,3,5,8,13,21,34,…,Un+1=Un+Un-1命名為斐波那契級(jí)數(shù),它是一種特殊的線(xiàn)性遞歸數(shù)列,在數(shù)學(xué)的許多分支中有廣泛應(yīng)用.1680年意大利—法國(guó)學(xué)者卡西尼發(fā)現(xiàn)該級(jí)數(shù)的重要關(guān)系式Un+1Un-1-U2n=(-1)n.1730年法國(guó)數(shù)學(xué)家棣莫弗給出其通項(xiàng)表達(dá)式,19世紀(jì)初另一位法國(guó)數(shù)學(xué)家比內(nèi)首先證明了這一表達(dá)式Sn=[(1+52)n-(1-52)n],現(xiàn)在稱(chēng)之為比內(nèi)公式.
世界上有關(guān)斐波那契數(shù)列的研究文獻(xiàn)多得驚人.斐波那契數(shù)列不僅是在初等數(shù)學(xué)中引人入勝,而且它的理論已經(jīng)廣泛應(yīng)用,特別是在數(shù)列、運(yùn)籌學(xué)及優(yōu)化理論方面為數(shù)學(xué)家們展開(kāi)了一片施展才華的廣闊空間.
高二數(shù)學(xué)《等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式》》教案分析
高二數(shù)學(xué)《等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式》》教案分析
一、教材結(jié)構(gòu)與內(nèi)容分析:
《等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式》是高中數(shù)學(xué)二年級(jí)第二學(xué)期第十三章第五節(jié)內(nèi)容。教學(xué)對(duì)象為高二學(xué)生,教學(xué)課時(shí)為2課時(shí)。本節(jié)課為第一課時(shí)。在此之前,學(xué)生已學(xué)習(xí)了數(shù)列的定義、等比數(shù)列、等比數(shù)列的通項(xiàng)公式等知識(shí)內(nèi)容,這為過(guò)渡到本節(jié)的學(xué)習(xí)起著鋪墊作用,而本節(jié)內(nèi)容也為后面學(xué)習(xí)數(shù)列求和、數(shù)列極限打下基礎(chǔ)。本節(jié)課既是本章的重點(diǎn),同時(shí)也是教材的重點(diǎn)。
從高中數(shù)學(xué)的整體內(nèi)容來(lái)看,《數(shù)列與數(shù)學(xué)歸納法》這一章是高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容之一,在整個(gè)高中數(shù)學(xué)領(lǐng)域里占據(jù)著重要地位,也起著作用性的作用。首先:數(shù)列有著廣泛的實(shí)際應(yīng)用。例如產(chǎn)品的規(guī)格設(shè)計(jì)、儲(chǔ)蓄、分期付款的有關(guān)計(jì)算等。其次:數(shù)列有著承前啟后的作用。數(shù)列是函數(shù)的延續(xù),它實(shí)質(zhì)上是一種特殊的函數(shù);學(xué)習(xí)數(shù)列又為進(jìn)一步學(xué)習(xí)數(shù)列的極限等內(nèi)容打下基礎(chǔ)。再次:數(shù)列也是培養(yǎng)提高學(xué)生思維能力的好題材。學(xué)習(xí)數(shù)列要經(jīng)常觀(guān)察、分析、猜想,還要綜合運(yùn)用前面的知識(shí)解決數(shù)列中的一些問(wèn)題,這些都有利于學(xué)生數(shù)學(xué)能力的提高。
本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)是等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式及應(yīng)用。
教學(xué)難點(diǎn)是等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)。
二、教學(xué)目標(biāo)分析:
作為一名數(shù)學(xué)老師,不僅要傳授給學(xué)生數(shù)學(xué)知識(shí),更重要的是傳授給學(xué)生數(shù)學(xué)思想、數(shù)學(xué)意識(shí)。根據(jù)上述教材結(jié)構(gòu)與內(nèi)容分析,考慮到學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)心理特征,我制定了如下的教學(xué)目標(biāo):
1、知識(shí)目標(biāo):理解等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)方法,掌握等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式及應(yīng)用。
2、能力目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察問(wèn)題、思考問(wèn)題的能力,并能靈活運(yùn)用基本概念分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力,鍛煉數(shù)學(xué)思維能力。
3、情感目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的積極性,鍛煉學(xué)生遇到困難不氣餒的堅(jiān)強(qiáng)意志和勇于創(chuàng)新的精神。
三、學(xué)生情況分析:
學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前已經(jīng)學(xué)習(xí)等差、等比數(shù)列的概念和通項(xiàng)公式,等差數(shù)列的前N項(xiàng)和的公式,具備一定的數(shù)學(xué)思想方法,能夠就接下來(lái)的內(nèi)容展開(kāi)思考,而且在情感上也具備了學(xué)習(xí)新知識(shí)的渴求。
四、教學(xué)方法分析:
教法:數(shù)學(xué)是一門(mén)培養(yǎng)和發(fā)展人的思維的重要學(xué)科,因此在教學(xué)中不僅要讓學(xué)生“知其然”,還要“知其所以然”,為了體現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為本,遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,體現(xiàn)循序漸進(jìn)和啟發(fā)式教學(xué)原則,我進(jìn)行這樣的教學(xué)設(shè)計(jì):在教師的引導(dǎo)下,創(chuàng)設(shè)情景,通過(guò)開(kāi)放式問(wèn)題的設(shè)置來(lái)啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考,在思考中體會(huì)數(shù)學(xué)概念形成過(guò)程中蘊(yùn)涵的數(shù)學(xué)方法和思想,使之獲得內(nèi)心感受。
本節(jié)課將采用“多媒體優(yōu)化組合—激勵(lì)—發(fā)現(xiàn)”式教學(xué)模式進(jìn)行教學(xué)。該模式能夠?qū)⒔虒W(xué)過(guò)程中的各要素,如教師、學(xué)生、教材、教法等進(jìn)行積極的整合,使其融為一體,創(chuàng)造最佳的教學(xué)氛圍。主要包括啟發(fā)式講解、互動(dòng)式討論、研究式探索、反饋式評(píng)價(jià)。
學(xué)法:根據(jù)二期課改的精神,轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也是本次課改的重要內(nèi)容,數(shù)學(xué)作為基礎(chǔ)教育的核心學(xué)科之一,轉(zhuǎn)變學(xué)生的數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)方式,變學(xué)生被動(dòng)接受式學(xué)習(xí)為主動(dòng)參與式學(xué)習(xí),不僅有利于提高學(xué)生的整體數(shù)學(xué)素養(yǎng),也有利于促進(jìn)學(xué)生整體學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。在課堂結(jié)構(gòu)上我根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知層次,設(shè)計(jì)了(1)創(chuàng)設(shè)情景(2)觀(guān)察歸納(3)討論研究(4)即時(shí)訓(xùn)練(5)總結(jié)反思(6)任務(wù)延續(xù),六個(gè)層次的學(xué)法,他們環(huán)環(huán)相扣,層層深入,從而順利完成教學(xué)目的。自主探索、觀(guān)察發(fā)現(xiàn)、類(lèi)比猜想、合作交流。
教學(xué)手段,利用多媒體和POWERPOINT軟件進(jìn)行輔助教學(xué)。
五、教學(xué)程序設(shè)計(jì):
1、創(chuàng)設(shè)情景:
引例:某公司,由于資金短缺,決定向銀行進(jìn)行貸款,雙方約定,在3年內(nèi),公司每月向銀行借款10萬(wàn)元,為了還本付息,公司第一個(gè)月要向銀行還款10元,第二個(gè)月還款20元,第三個(gè)月還款40元,……。即每月還款的數(shù)量是前一個(gè)月的2倍,請(qǐng)問(wèn),假如你是公司經(jīng)理或銀行主管,你會(huì)在這個(gè)合約上簽字嗎?
這是一個(gè)懸念式的實(shí)例,后面的“假如”又把學(xué)生帶入了實(shí)例創(chuàng)設(shè)的情境,讓學(xué)生直接參與了“市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)”。根據(jù)心理學(xué),情境具有暗示作用,在暗示作用下,學(xué)生自覺(jué)不自覺(jué)地參與了情境中的角色,這樣他們的學(xué)習(xí)積極性和思維活動(dòng)就會(huì)極大的調(diào)動(dòng)起來(lái)。
這樣引入課題有以下幾個(gè)好處:
(1)利用學(xué)生求知好奇心理,以一個(gè)實(shí)際問(wèn)題為切入點(diǎn),便于調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課的趣味性和積極性。
(2)在實(shí)際情況下進(jìn)行學(xué)習(xí),可以使學(xué)生利用已有知識(shí)與經(jīng)驗(yàn),同化和索引出當(dāng)前學(xué)習(xí)的新知識(shí),這樣獲取的知識(shí),不但易于保持,而且易于遷移到陌生的問(wèn)題情境中。
(3)問(wèn)題內(nèi)容緊扣本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容的主題與重點(diǎn)。
(4)有利于知識(shí)的遷移,使學(xué)生明確知識(shí)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性。
在教師的誘導(dǎo)下,學(xué)生根據(jù)自己掌握的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),很快建立起兩個(gè)等比數(shù)列的數(shù)學(xué)模型。數(shù)列{an}是以100000為首項(xiàng),1為公比的等比數(shù)列,即常數(shù)列。數(shù)列{bn}是以10為首項(xiàng),2為公比的等比數(shù)列。
當(dāng)學(xué)生躍躍欲試要求這兩個(gè)數(shù)列的和的時(shí)候,課題的引入已經(jīng)水到渠成。教師再由特殊到一般、具體到抽象的啟示,正式引入課題。
2、講授新課:
本節(jié)課有兩項(xiàng)主要內(nèi)容,等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)和等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式及應(yīng)用。等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)是本節(jié)課的難點(diǎn)。依據(jù)如下:
(1)從認(rèn)知領(lǐng)域上講,它在陳述性知識(shí)、程序性知識(shí)與策略性知識(shí)的分類(lèi)中,屬于學(xué)生最高需求層次的掌握策略與方法的策略性知識(shí)。
(2)從學(xué)科知識(shí)上講,推導(dǎo)屬于學(xué)科邏輯中的“瓶頸”,突破這一“瓶頸”則后面的問(wèn)題迎刃而解。
(3)從心理學(xué)上講,學(xué)生對(duì)這項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容的“熟悉度”不高,原有知識(shí)薄弱,不易理解。
這里我講述的主要是怎樣利用多媒體激勵(lì)、啟發(fā)學(xué)生思維,突破教材難點(diǎn)。
等比數(shù)列有兩大類(lèi):公比q=1和q1兩種情形
當(dāng)q=1時(shí),Sn=na1
當(dāng)q1時(shí),Sn=a1+a1q+……+a1qn-1=
q1時(shí),Sn的結(jié)果是怎么推導(dǎo)出來(lái)的呢?本節(jié)課的難點(diǎn)就在于此。
預(yù)習(xí)過(guò)課本的學(xué)生會(huì)知道這個(gè)結(jié)果以及推導(dǎo)過(guò)程,但是他們知其然而不知其所以然,可以說(shuō)大部分學(xué)生根據(jù)他們掌握的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是難以推出這個(gè)公式的。
這時(shí)候我們可以首先讓學(xué)生們進(jìn)行思考,如果運(yùn)用數(shù)學(xué)中“從特殊到一般”的數(shù)學(xué)思想方法,能不能向這個(gè)結(jié)果靠攏呢?
我們不難得到下述結(jié)論:
S1=a1,
S2=a1+a2=a1+a1q=a1(1+q)
S3=a1+a2+a3=a1+a1q+a1q2=a1(1+q+q2)
……
Sn=a1+a2+……+an=a1(1+q+q2+……+qn-1)
不少同學(xué)根據(jù)這個(gè)式子可能會(huì)想到
a1(1+q+q2+……+qn-1)=a1(1+q+q2+……+qn-1)(1-q)/(1-q)=
這時(shí)我要向?qū)W生說(shuō)明,這種從特殊到一般,逐步歸納的思想方法很好,是我們解決數(shù)學(xué)問(wèn)題中經(jīng)常會(huì)運(yùn)用到的方法。然后又要指出在現(xiàn)階段,我們還無(wú)法對(duì)這個(gè)過(guò)程進(jìn)行證明,因此它的給出是不嚴(yán)密的。這樣不僅讓學(xué)生再一次體會(huì)到數(shù)學(xué)的最基本特點(diǎn),嚴(yán)密的邏輯性。也為將來(lái)學(xué)習(xí)二項(xiàng)式展開(kāi)的內(nèi)容打下了伏筆。
此時(shí),僅僅從形式上進(jìn)行的歸納在現(xiàn)階段是無(wú)法進(jìn)行系統(tǒng)而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖C明的,那我們只能在思想的過(guò)程中另辟蹊徑,因此,要通過(guò)復(fù)習(xí)等差數(shù)列的求和公式,借助推導(dǎo)等差數(shù)列求和公式的思想方法,來(lái)找到推導(dǎo)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式的方法!
讓學(xué)生們一起回憶一下等差數(shù)列的前n項(xiàng)和公式的推導(dǎo)過(guò)程。
可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)我們是將a1與an,a2與an-1,所有與首末等距兩項(xiàng)交換位置,得到Sn的倒序和的形式。然后兩式相加。這樣2Sn就是一個(gè)有n項(xiàng)的每一項(xiàng)都是a1+an的常數(shù)列。從而導(dǎo)出了Sn的公式。
等差數(shù)列的求和方法是根據(jù)等差數(shù)列的特點(diǎn)和根據(jù)學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知水平產(chǎn)生的,形式上是倒序相加,本質(zhì)上就是消去數(shù)列中項(xiàng)與項(xiàng)之間的差異,構(gòu)造一個(gè)新的各項(xiàng)相同的常數(shù)列,然后根據(jù)常數(shù)列的和導(dǎo)出Sn的公式來(lái),其本質(zhì)特征是等差數(shù)列從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)都比前一項(xiàng)多了一個(gè)d。
那么等比數(shù)列是不是也可以用類(lèi)似的方法,構(gòu)造出一個(gè)常數(shù)列或者部分常數(shù)列呢?讓學(xué)生親自去試一試,結(jié)果呢?
這時(shí)候?qū)W生們很自然的會(huì)用倒序相加的方法來(lái)進(jìn)行思考。結(jié)果顯然是行不通的。
此時(shí)教師的主要任務(wù)是要讓學(xué)生的思維迅速發(fā)散——從倒序相加的定勢(shì)中解脫出來(lái)。抓住學(xué)生迫切想解決這個(gè)問(wèn)題的心態(tài),及時(shí)地通過(guò)媒體進(jìn)行啟發(fā)。老師要告訴學(xué)生,構(gòu)造常數(shù)列或者部分常數(shù)列的思路是正確的。既然倒序行不通,那么還有沒(méi)有其它的方式構(gòu)造常數(shù)列呢?
接著要引導(dǎo)學(xué)生從等比數(shù)列的定義出發(fā),進(jìn)一步認(rèn)識(shí)等比數(shù)列從第二項(xiàng)起,每一項(xiàng)都是前一項(xiàng)的q倍,也就是說(shuō)將每一項(xiàng)乘以q以后就變成了它的后一項(xiàng),那么將Sn這個(gè)和式的兩邊同時(shí)乘以q,在qSn這個(gè)和式中的第一項(xiàng)就是Sn的第二項(xiàng),也就是Sn和qSn之間產(chǎn)生了一個(gè)錯(cuò)位。由兩個(gè)和式能否構(gòu)造常數(shù)列或者部分常數(shù)列的和式呢?相加行不行?顯然不行!相減行不行?顯然行。
將Sn和qSn相減后,中間就得到了n-1項(xiàng)各項(xiàng)都是0的常數(shù)列,找到了這個(gè)常數(shù)列,難點(diǎn)就突破了,Sn的導(dǎo)出就容易了,導(dǎo)出了Sn就基本上達(dá)到了本節(jié)課的認(rèn)知目標(biāo)。
為了加深理解,這時(shí)還應(yīng)該對(duì)等差、等比兩種數(shù)列的求和公式的推導(dǎo)過(guò)程進(jìn)行類(lèi)比和分析:
兩種數(shù)列求和的基本思路都是構(gòu)造常數(shù)列,構(gòu)造常數(shù)列的思想也是其他一些數(shù)列求和的基本思想。等比數(shù)列在構(gòu)造常數(shù)列的過(guò)程中,采用“錯(cuò)位相減”,等差數(shù)列采用的是“倒序相加”,倒序相加本質(zhì)上也是“錯(cuò)位相加”,是一種大幅度的“錯(cuò)位相加”,等比數(shù)列只不過(guò)是步幅為1的小幅度的“錯(cuò)位相加”。說(shuō)明一下,在Sn的和式中,兩邊同時(shí)乘以q是解決問(wèn)題——構(gòu)造常數(shù)列的關(guān)鍵所在,是推導(dǎo)等比數(shù)列求和公式的一把鑰匙。
所以,這兩種數(shù)列的求和公式的推導(dǎo)方法,從數(shù)學(xué)思想和數(shù)學(xué)方法上來(lái)講是一致的,但是它們也有差異,即錯(cuò)位的方法不同。正是由于這種差異,教師才有了更大的教學(xué)空間。當(dāng)教師把學(xué)生從“倒序相加”的思維定式中引導(dǎo)出來(lái)的時(shí)候,學(xué)生的數(shù)學(xué)思維的深刻性、廣闊性等思維品質(zhì)就得到了提高,思維品質(zhì)提高了,思維能力也就提高了。這樣,這節(jié)課的認(rèn)知目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)就基本上都達(dá)到了。
推導(dǎo)出公式之后,對(duì)公式的特征要加以說(shuō)明,以便學(xué)生記憶。同時(shí)還要對(duì)公式的另一種表示形式和應(yīng)用中的注意事項(xiàng)加以說(shuō)明。幫助學(xué)生弄清其形式和本質(zhì),明確其內(nèi)涵和外延,為靈活運(yùn)用公式打下基礎(chǔ)。
有了求和公式后,回頭讓學(xué)生親自計(jì)算一下引例中的錢(qián)款數(shù)量,從計(jì)算結(jié)果中讓學(xué)生明確實(shí)際問(wèn)題的解決離不開(kāi)數(shù)學(xué),在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中必須有敏銳的數(shù)學(xué)頭腦才行。
3.例題講解。
我們?cè)谥v解例題時(shí),不僅在于怎樣解,更在于為什么這樣解,而及時(shí)對(duì)解題方法和規(guī)律進(jìn)行概括,有利于發(fā)展學(xué)生的思維能力。本節(jié)課設(shè)置如下兩種類(lèi)型的例題:
1)等比數(shù)列中知三求二的解答題
例:求首項(xiàng)為2,公比為2的等比數(shù)列的前8項(xiàng)和以及第5項(xiàng)的值。
以及書(shū)上的例4
2)實(shí)際應(yīng)用題。
例:某制糖廠(chǎng)第1年制糖5萬(wàn)噸,如果平均每年的產(chǎn)量比上一年增加10%,那么從第1年起,約幾年內(nèi)可使總產(chǎn)量達(dá)到30萬(wàn)噸(保留到個(gè)位)?
這樣設(shè)置主要依據(jù):
(1)例題與大綱中規(guī)定的教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)及本節(jié)課的重點(diǎn)、難點(diǎn)有相對(duì)應(yīng)的匹配關(guān)系。(2)遵循鞏固性原則和傳授——反饋——再傳授的教學(xué)系統(tǒng)的思想確立這樣的例題。
(3)應(yīng)用題比較切合對(duì)智力技能進(jìn)行檢測(cè),有利于數(shù)學(xué)能力的提高。同時(shí),它可以使學(xué)生在后半程學(xué)習(xí)中保持興趣的持續(xù)性和學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
4.形成性練習(xí):
例題處理后,設(shè)置一組形成性練習(xí),作為對(duì)本節(jié)課的實(shí)時(shí)檢測(cè)。練習(xí)基本上是直接運(yùn)用公式求和,三個(gè)練習(xí)是按由易到難、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的認(rèn)識(shí)規(guī)律和心理特征設(shè)計(jì)的,有利于提高學(xué)生的積極性。學(xué)生練習(xí)時(shí),教師巡查,觀(guān)察學(xué)情,及時(shí)從中獲取反饋信息。對(duì)學(xué)生練習(xí)中出現(xiàn)的獨(dú)到解法提出表?yè)P(yáng)和鼓勵(lì),對(duì)其中偶發(fā)性錯(cuò)誤進(jìn)行辨析、指正。通過(guò)形成性練習(xí),培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)變和舉一反三的能力,逐步形成技能。
5.課堂小結(jié)
本節(jié)課的小結(jié)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行:
(1)等比數(shù)列的前n項(xiàng)和公式
(2)公式的推導(dǎo)方法——錯(cuò)位相減法
(3)求和思路——構(gòu)造常數(shù)列或部分常數(shù)列。
通過(guò)師生的共同小結(jié),發(fā)揮學(xué)生的主體作用,有利于學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí),也能培養(yǎng)學(xué)生的歸納和概括能力。進(jìn)一步完成認(rèn)知目標(biāo)和素質(zhì)目標(biāo)。
最后用古印度國(guó)王西拉謨與國(guó)際象棋發(fā)明家的故事做為結(jié)尾,發(fā)明者要國(guó)王在他的棋盤(pán)上的64格中的第1格放入1粒麥粒,第2格放入2粒麥粒,第3格放入4粒麥粒,第4格放入8粒麥?!瓎?wèn)應(yīng)給發(fā)明家多少粒麥粒?再讓學(xué)生感受一下數(shù)學(xué)的奇妙,激發(fā)他們學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情。
6.布置作業(yè)
針對(duì)學(xué)生素質(zhì)的差異進(jìn)行分層訓(xùn)練,既使學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí),又使學(xué)有余力的學(xué)生有所提高,從而達(dá)到拔尖和“減負(fù)”的目的。
并可布置相應(yīng)的研究作業(yè),思考如何用其他方法來(lái)推導(dǎo)等比數(shù)列的前N項(xiàng)和公式,來(lái)加深學(xué)生對(duì)這一知識(shí)點(diǎn)的理解程度。
六、教學(xué)評(píng)價(jià)與反饋:
根據(jù)高二學(xué)生心理特點(diǎn)、教材內(nèi)容、遵循因材施教原則和啟發(fā)性教學(xué)思想,本節(jié)課的教學(xué)策略與方法我采用規(guī)則學(xué)習(xí)和問(wèn)題解決策略,即“案例—公式—應(yīng)用”,案例為淺層次要求,使學(xué)生有概括印象。公式為中層次要求,由淺入深,重難點(diǎn)集中推導(dǎo)講解,便于突破。應(yīng)用為綜合要求,多角度、多情境中消化鞏固所學(xué),反饋驗(yàn)證本節(jié)教學(xué)目標(biāo)的落實(shí)。
其中,案例是基礎(chǔ),使學(xué)生感知教材;公式為關(guān)鍵,使學(xué)生理解教材;練習(xí)為應(yīng)用,使學(xué)生鞏固知識(shí),舉一反三。
在這三步教學(xué)中,以啟發(fā)性強(qiáng)的小設(shè)問(wèn)層層推導(dǎo),輔之以學(xué)生的分組小討論并充分運(yùn)用直觀(guān)完整的板書(shū)和計(jì)算機(jī)課件等教輔用具、手段,改變教師講、學(xué)生聽(tīng)的填鴨式教學(xué)模式,充分體現(xiàn)學(xué)生是主體,教師教學(xué)服務(wù)于學(xué)生的思路,而且學(xué)生通過(guò)“案例—公式—應(yīng)用”,由淺入深,由感性到理性,由直觀(guān)到抽象,不僅加深了學(xué)生理解鞏固與應(yīng)用,也培養(yǎng)了學(xué)生的思維能力。