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一、教学目标
(一)知识目标
1.理解等比数列的前n 项和公式 的推导过程及方法
2.理解并掌握求和公式的简单应用
(二)能力目标
培养学生的观察、发现、分析处理问题的能力。
(三)情感目标
利用生活实例引入,激发了学生想利用数学知识解决实际生活问题的热情。
重点:等比数列前n项和公式推导及应用。
难点:等比数列前n项和公式推导方法——错位相减法。(根据Sn特点乘以公比q造成错位,比较难想到。)
教法:讲练结合法,启发式教学, 自主、合作、探究。
教具:制成幻灯片、或使用多媒体教学。
二、教学设计
(一)复习引入[复习前一节课所讲的内容]
1.等比数列的定义: [an+1an=q](n∈N+,q≠0)
2.等比数列的通项公式:an=a1·qn-1 (n∈N+,a1,q≠0)
3.等比数列最主要的两个性质:①a,b,c成等比数列[?]b2=ac;②在等比数列{an}中,若m+n=p+q,则ap·aq=am·an.
同学们,我们在前面学习了等差数列的前n 项和,那么等比数列的前n 项和,又将如何求解呢?
(二)新课讲授
1.引例
(师)国际象棋起源于古代印度,棋盘上共有8行8列,构成64个格子。关于国际象棋有这样一个传说。国王要奖赏国际象棋的发明者,问他有什么要求,发明者说:“请在棋盘的第1个格子里放上1颗麦粒,在第2个格子里放上2颗麦粒,在第3格子里放上4颗麦粒,在第4个格子里放上8颗麦粒,依此类推,每个格子里放的麦粒都是前一个格子里放的麦粒数的2倍,直到第64个格子。请给我足够的粮食实现上述要求”。国王觉得这并不是很难办到的事,就欣然同意了他的要求。
同学们你认为国王有能力满足发明者上述要求吗?让我们一起来分析一下。
由于每个格子里的麦粒数都是前一个格子里的麦粒数的2倍,且共有64个格子,各个格子里的麦粒数依次是1,2,22,23,24,……………263, 于是发明者要求的麦粒总数就是1+2+22+23+……+262+263=?
(师)提出问题:引发学生的思考,讨论。
(1)如何求引例中的麦粒总数?即求1+2+22+23+……+262+263=?结果究竟有多大?国王是否能满足发明者的要求?
(2)教师组织学生分组讨论,老师提醒学生,是否可利用前面求等差数列的通项公式的方法来求解等比数列的前n项和?如果行不通了,又将如何办?
(3)分组讨论后,形成以下结论:
S64=1+2+22+23+……+262+263……①
2·S64=2+22+23+……+262+263+264……②
由①-②得 - S64=1-264,即S64=264-1
(4)由此,引起学生的思考:解决此题用了什么思想方法?此法的核心是什么?
(5)在老师的引导下,可形成以下意识:此法叫错位相减法。核心是乘以原等比数列的公比q导致错位,于是问题得以解决。
2.由上述引例的探索,那么,我们能将此结论推广到一般性结论呢
不妨记等比数列{an}的前n项和为:
Sn=a1+a2+a3+……………+an,又an=a1qn-1
则Sn=a1+a1q+ a1q2 +……………+ a1qn-1………③
q·Sn= a1q+ a1q2 +……………+ a1qn………④
由③-④得:(1-q)Sn= a1- a1qn
(1)当1-q≠0时,即q≠1时,
Sn=[a1(1-qn)1-q=a1-a1qn1-q=a1-anq1-q]
(2)当1-q=0时,即q=1时,
Sn=a1+a2+a3+……………+an=na1.
综上:
na1 (q=1)
Sn=[a1(1-qn)1-q=a1-a1qn1-q](q≠1)
教师引导学生自己分析,并归纳总结等比數列前n项和公式的结构特征:
(1)公式的适用条件。
(2)公式的结构特点。
(3)知a1,q,n一般用前一个公式。知a1,q, an一般用后一个公式。
(4)在Sn,a1, q, n,an知三求二。
(5)在使用公式时,务必注意q是否等于1。
(三)典例分析
例1.已知等比数列[12],[14],[18]……………
(1)求其前8项之和。
(2)求第5项到第8项和。
(3)求此等比数列前2n项中所偶数项之和。
学生先做或讲析思路。师点评:
解:(1)S8=[12[1-128]1-12]=[255256]
(2) 法1: S=a5+a6+a7+………+a10=[a5[1-126]1-12]=[631024] 法2: S=S10-S4
(3)S偶=a2+a4+a8+………+a2n=[14[1-144]1-14]=[13][1-[14n]]
变式训练:①已知a1=2.4,q=1.5,n=5,求S5=___
②已知a1=8,q=0.5,an=0.5,求Sn=___
(学生先做,师再点评) (好题)例2, 在等比数列{an}中,S2=7,S6=91,求S4=?
学生先做.师再点评,进行思维拓展:
略解:法一,∵S6≠3S2,∴q≠1.
∴当q≠1时, S2=7=[a1(1-q2)1-q]………. ①
S6=91=[a1(1-q6)1-q]………. ②
由②÷①得: [(1-q6)1-q2]=13 ∴q4+q2+1=13
∴q2=3或q2=-4(舍).將q2=3代入①中得: [a11-q=-12]
∴S4=[a11-q[1-q4]]=28.
注: ①[a11-q]的整体代换; ②消元;③注意q 的分类讨论.
法二: ∵S2= =7;S6= a1+a2+q2(a1+a2)+ q4(a1+a2)=91 ∴q2=3. 以下同法一.
法三: ∵S2,S4-S2,S6-S4……仍旧成新的等比数列.设S4=t.
∴7,t-7,91-t仍成等比数列.即(t-7)2=7·(91-t) ∴t=28或-21(舍)
通过三种解法的对比,会学生感叹!
(四)课堂练习
(1)求S10=x+2x2+3x3+……………10x10=?
学生先做,然后教师再点评。
解: ∵S10=x+2x2+3x3+………9x9+10x10…………①
xS10=x2+2x3+3x4+………9x10+10x11…………②
由①-②得:(1-x)·S10=( x+x2+x3+………x9+x10)-10x11
∴当x=1时,S10=1+2+3+………+10=55
当x≠1时,S10=[x(1-x10)1-x-10x111-x]综上所述:…………..
※(2)若{an}为等差数列,{bn}为等比数列,则{anbn}的前n项和,又将如何求呢?
这个问题,留作课后思考,下节课我们来一起学习和研究。(为下节课核心讲解错位相减法奠定了基础)
(五)课堂小结
(1)等比数列前n项和公式的推导----错位相减法。
(2)公式的适用条件。
na1 (q=1)
Sn=
[a1(1-qn)1-q=a1-a1qn1-q](q≠1)
(3)公式的简单应用。
(六)课外作业:教材习题
(七)板书设计:(见本人制作的课件)
(八)本堂课教学反思:(根据当堂课发生的情况,进行反思并改进)
(一)知识目标
1.理解等比数列的前n 项和公式 的推导过程及方法
2.理解并掌握求和公式的简单应用
(二)能力目标
培养学生的观察、发现、分析处理问题的能力。
(三)情感目标
利用生活实例引入,激发了学生想利用数学知识解决实际生活问题的热情。
重点:等比数列前n项和公式推导及应用。
难点:等比数列前n项和公式推导方法——错位相减法。(根据Sn特点乘以公比q造成错位,比较难想到。)
教法:讲练结合法,启发式教学, 自主、合作、探究。
教具:制成幻灯片、或使用多媒体教学。
二、教学设计
(一)复习引入[复习前一节课所讲的内容]
1.等比数列的定义: [an+1an=q](n∈N+,q≠0)
2.等比数列的通项公式:an=a1·qn-1 (n∈N+,a1,q≠0)
3.等比数列最主要的两个性质:①a,b,c成等比数列[?]b2=ac;②在等比数列{an}中,若m+n=p+q,则ap·aq=am·an.
同学们,我们在前面学习了等差数列的前n 项和,那么等比数列的前n 项和,又将如何求解呢?
(二)新课讲授
1.引例
(师)国际象棋起源于古代印度,棋盘上共有8行8列,构成64个格子。关于国际象棋有这样一个传说。国王要奖赏国际象棋的发明者,问他有什么要求,发明者说:“请在棋盘的第1个格子里放上1颗麦粒,在第2个格子里放上2颗麦粒,在第3格子里放上4颗麦粒,在第4个格子里放上8颗麦粒,依此类推,每个格子里放的麦粒都是前一个格子里放的麦粒数的2倍,直到第64个格子。请给我足够的粮食实现上述要求”。国王觉得这并不是很难办到的事,就欣然同意了他的要求。
同学们你认为国王有能力满足发明者上述要求吗?让我们一起来分析一下。
由于每个格子里的麦粒数都是前一个格子里的麦粒数的2倍,且共有64个格子,各个格子里的麦粒数依次是1,2,22,23,24,……………263, 于是发明者要求的麦粒总数就是1+2+22+23+……+262+263=?
(师)提出问题:引发学生的思考,讨论。
(1)如何求引例中的麦粒总数?即求1+2+22+23+……+262+263=?结果究竟有多大?国王是否能满足发明者的要求?
(2)教师组织学生分组讨论,老师提醒学生,是否可利用前面求等差数列的通项公式的方法来求解等比数列的前n项和?如果行不通了,又将如何办?
(3)分组讨论后,形成以下结论:
S64=1+2+22+23+……+262+263……①
2·S64=2+22+23+……+262+263+264……②
由①-②得 - S64=1-264,即S64=264-1
(4)由此,引起学生的思考:解决此题用了什么思想方法?此法的核心是什么?
(5)在老师的引导下,可形成以下意识:此法叫错位相减法。核心是乘以原等比数列的公比q导致错位,于是问题得以解决。
2.由上述引例的探索,那么,我们能将此结论推广到一般性结论呢
不妨记等比数列{an}的前n项和为:
Sn=a1+a2+a3+……………+an,又an=a1qn-1
则Sn=a1+a1q+ a1q2 +……………+ a1qn-1………③
q·Sn= a1q+ a1q2 +……………+ a1qn………④
由③-④得:(1-q)Sn= a1- a1qn
(1)当1-q≠0时,即q≠1时,
Sn=[a1(1-qn)1-q=a1-a1qn1-q=a1-anq1-q]
(2)当1-q=0时,即q=1时,
Sn=a1+a2+a3+……………+an=na1.
综上:
na1 (q=1)
Sn=[a1(1-qn)1-q=a1-a1qn1-q](q≠1)
教师引导学生自己分析,并归纳总结等比數列前n项和公式的结构特征:
(1)公式的适用条件。
(2)公式的结构特点。
(3)知a1,q,n一般用前一个公式。知a1,q, an一般用后一个公式。
(4)在Sn,a1, q, n,an知三求二。
(5)在使用公式时,务必注意q是否等于1。
(三)典例分析
例1.已知等比数列[12],[14],[18]……………
(1)求其前8项之和。
(2)求第5项到第8项和。
(3)求此等比数列前2n项中所偶数项之和。
学生先做或讲析思路。师点评:
解:(1)S8=[12[1-128]1-12]=[255256]
(2) 法1: S=a5+a6+a7+………+a10=[a5[1-126]1-12]=[631024] 法2: S=S10-S4
(3)S偶=a2+a4+a8+………+a2n=[14[1-144]1-14]=[13][1-[14n]]
变式训练:①已知a1=2.4,q=1.5,n=5,求S5=___
②已知a1=8,q=0.5,an=0.5,求Sn=___
(学生先做,师再点评) (好题)例2, 在等比数列{an}中,S2=7,S6=91,求S4=?
学生先做.师再点评,进行思维拓展:
略解:法一,∵S6≠3S2,∴q≠1.
∴当q≠1时, S2=7=[a1(1-q2)1-q]………. ①
S6=91=[a1(1-q6)1-q]………. ②
由②÷①得: [(1-q6)1-q2]=13 ∴q4+q2+1=13
∴q2=3或q2=-4(舍).將q2=3代入①中得: [a11-q=-12]
∴S4=[a11-q[1-q4]]=28.
注: ①[a11-q]的整体代换; ②消元;③注意q 的分类讨论.
法二: ∵S2= =7;S6= a1+a2+q2(a1+a2)+ q4(a1+a2)=91 ∴q2=3. 以下同法一.
法三: ∵S2,S4-S2,S6-S4……仍旧成新的等比数列.设S4=t.
∴7,t-7,91-t仍成等比数列.即(t-7)2=7·(91-t) ∴t=28或-21(舍)
通过三种解法的对比,会学生感叹!
(四)课堂练习
(1)求S10=x+2x2+3x3+……………10x10=?
学生先做,然后教师再点评。
解: ∵S10=x+2x2+3x3+………9x9+10x10…………①
xS10=x2+2x3+3x4+………9x10+10x11…………②
由①-②得:(1-x)·S10=( x+x2+x3+………x9+x10)-10x11
∴当x=1时,S10=1+2+3+………+10=55
当x≠1时,S10=[x(1-x10)1-x-10x111-x]综上所述:…………..
※(2)若{an}为等差数列,{bn}为等比数列,则{anbn}的前n项和,又将如何求呢?
这个问题,留作课后思考,下节课我们来一起学习和研究。(为下节课核心讲解错位相减法奠定了基础)
(五)课堂小结
(1)等比数列前n项和公式的推导----错位相减法。
(2)公式的适用条件。
na1 (q=1)
Sn=
[a1(1-qn)1-q=a1-a1qn1-q](q≠1)
(3)公式的简单应用。
(六)课外作业:教材习题
(七)板书设计:(见本人制作的课件)
(八)本堂课教学反思:(根据当堂课发生的情况,进行反思并改进)