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【摘要】本文通过举例说明,关注“教材习题”的学习与研究,可以丰富、充实高三数学复习课的教学内容,也有利于师生能力的迅速提高.
【关键词】教材习题;考查要点;一题多解
本文结合北师大版选修教材2-2中的有关习题,主要说明:在高三数学复习阶段关注教材习题,有利于发现教材习题之间的有机联系,有利于沟通所学知识、方法在解题中的灵活运用,有利于培养创新与探究精神.
一、教材习题再现
1.(第7页习题1-1第2题)已知13+23=32=(1+2)2,13+23+33=62=(1+2+3)2,13+23+33+43=102=(1+2+3+4)2,试写出13+23+33+…+n3的表达式.
2.(第7页习题1-1第4题)阅读以下求1+2+3+…+n的值的过程:因为(n+1)2-n2=2n+1,n2-(n-1)2=2(n-1)+1,…,22-12=2×1+1,以上各式相加得(n+1)2-1=2(1+2+…+n)+n,所以1+2+3+…+n=n2+2n-n2=n(n+1)2.类比以上过程,求12+22+32+…+n2的值.
3.(第21页复习题一,A组,第14题)用数学归纳法证明:13+23+33+…+n3=n2(n+1)24=(1+2+3+…+n)2(n是正整数).
二、剖析考查要点
上述第1题主要考查由特殊到一般的归纳推理能力,第2题主要考查借助解题方法上的类比求解相关问题,第3题主要考查运用数学归纳法证明与正整数n有关的命题(请注意:本题要证明的恒等式,恰好就是第1题需要写出的表达式).
三、探求一题多解
1.提出问题
一般地,如果对证明方法不加限制,那么我们可以利用哪些方法证明13+23+33+…+n3=n2(n+1)24(n是正整数)呢?
2.解决问题
方法一 利用数学归纳法.(略)
方法二 利用类比推理法.
上述第2题,利用类比推理我们可求得12+22+32+…+n2=16n(n+1)(2n+1)(具体过程,略).接下来,我们再继续如此利用类比推理:
∵(n+1)4-n4=4n3+6n2+4n+1,
n4-(n-1)4=4(n-1)3+6(n-1)2+4(n-1)+1,…,
24-14=4×13+6×12+4×1+1,以上各式相加得
(n+1)4-1=4(13+23+…+n3)+6(12+22+…+n2)+4(1+2+…+2)+n,
∴13+23+33+…+n3
=14[(n+1)4-1-6(12+22+…+n2)-
4(1+2+…+n)-n]
=14[n4+4n3+6n2+4n-n(n+1)(2n+1)-2n(n+1)-n]
=14(n4+2n3+n2)=n2(n+1)24.
故得证.
方法三 借助组合知识加以求解.
∵6C3n+2=n3+3n2+2n,2C2n+1=n2+n,C1n=n,
∴n3=6C3n+2-6C2n+1+C1n,
∴13+23+33+…+n3
=6(C33+C34+C35+…+C3n+2)-
6(C22+C23+C24+…+C2n+1)+(C11+C12+C13+…+C1n)
=6C4n+3-6C3n+2+C2n+1
=14(n+3)(n+2)(n+1)n-
(n+2)(n+1)n+(n+1)n2
=n2(n+1)24.
故得证.
注意 一般地,Cmm+Cmm+1+Cmm+2+…+Cmm+k=Cm+1m+k+1(m,k∈N*).
综上,充分挖掘教材习题的学习与研究价值,对于高三数学复习课是一个有益的尝试,对于师生能力的提高更是一种捷径!
【关键词】教材习题;考查要点;一题多解
本文结合北师大版选修教材2-2中的有关习题,主要说明:在高三数学复习阶段关注教材习题,有利于发现教材习题之间的有机联系,有利于沟通所学知识、方法在解题中的灵活运用,有利于培养创新与探究精神.
一、教材习题再现
1.(第7页习题1-1第2题)已知13+23=32=(1+2)2,13+23+33=62=(1+2+3)2,13+23+33+43=102=(1+2+3+4)2,试写出13+23+33+…+n3的表达式.
2.(第7页习题1-1第4题)阅读以下求1+2+3+…+n的值的过程:因为(n+1)2-n2=2n+1,n2-(n-1)2=2(n-1)+1,…,22-12=2×1+1,以上各式相加得(n+1)2-1=2(1+2+…+n)+n,所以1+2+3+…+n=n2+2n-n2=n(n+1)2.类比以上过程,求12+22+32+…+n2的值.
3.(第21页复习题一,A组,第14题)用数学归纳法证明:13+23+33+…+n3=n2(n+1)24=(1+2+3+…+n)2(n是正整数).
二、剖析考查要点
上述第1题主要考查由特殊到一般的归纳推理能力,第2题主要考查借助解题方法上的类比求解相关问题,第3题主要考查运用数学归纳法证明与正整数n有关的命题(请注意:本题要证明的恒等式,恰好就是第1题需要写出的表达式).
三、探求一题多解
1.提出问题
一般地,如果对证明方法不加限制,那么我们可以利用哪些方法证明13+23+33+…+n3=n2(n+1)24(n是正整数)呢?
2.解决问题
方法一 利用数学归纳法.(略)
方法二 利用类比推理法.
上述第2题,利用类比推理我们可求得12+22+32+…+n2=16n(n+1)(2n+1)(具体过程,略).接下来,我们再继续如此利用类比推理:
∵(n+1)4-n4=4n3+6n2+4n+1,
n4-(n-1)4=4(n-1)3+6(n-1)2+4(n-1)+1,…,
24-14=4×13+6×12+4×1+1,以上各式相加得
(n+1)4-1=4(13+23+…+n3)+6(12+22+…+n2)+4(1+2+…+2)+n,
∴13+23+33+…+n3
=14[(n+1)4-1-6(12+22+…+n2)-
4(1+2+…+n)-n]
=14[n4+4n3+6n2+4n-n(n+1)(2n+1)-2n(n+1)-n]
=14(n4+2n3+n2)=n2(n+1)24.
故得证.
方法三 借助组合知识加以求解.
∵6C3n+2=n3+3n2+2n,2C2n+1=n2+n,C1n=n,
∴n3=6C3n+2-6C2n+1+C1n,
∴13+23+33+…+n3
=6(C33+C34+C35+…+C3n+2)-
6(C22+C23+C24+…+C2n+1)+(C11+C12+C13+…+C1n)
=6C4n+3-6C3n+2+C2n+1
=14(n+3)(n+2)(n+1)n-
(n+2)(n+1)n+(n+1)n2
=n2(n+1)24.
故得证.
注意 一般地,Cmm+Cmm+1+Cmm+2+…+Cmm+k=Cm+1m+k+1(m,k∈N*).
综上,充分挖掘教材习题的学习与研究价值,对于高三数学复习课是一个有益的尝试,对于师生能力的提高更是一种捷径!