等差数列教材内容分析
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等差数列教材内容分析
天水师范学院2013级教育硕士 学科教学(数学)
云飞 2013101006
(一)知识内容的整体定位与教学目标
1.知识与技能:本
节课是等差数列的第二节,通过实例,理解等差数列的概念;
探索并掌握等差数列的通项公式;能在具体
的问题情境中,发现数列的等差关系
并能用有关知识解决相应的问题;体会等差数列与一次函数的关系。
2. 过程与方法:让学生对日常生活中实际问题分析,引导学生通过观察,推导,
归纳抽象出
等差数列的概念;由学生建立等差数列模型用相关知识解决一些简单
的问题,进行等差数列通项公式应用
的实践操作并在操作过程中,通过类比函数
概念、性质、表达式得到对等差数列相应问题的研究。
3.情态与价值:培养学生观察、归纳的能力,培养学生的应用意识。
(二)教学重、难点
重点:理解等差数列的概念及其性质,探索并掌握等差数列的通项公式;会用公
式解决一些简单
的问题,体会等差数列与一次函数之间的联系。
难点:概括通项公式推导过程中体现出的数学思想方法。
(三)学法与教学用具
学
法:引导学生首先从四个现实问题(数数问题、女子举重奖项设置问题、水库
水位问题、储蓄问题)概括
出数组特点并抽象出等差数列的概念;接着就等差数
列的特点,推导出等差数列的通项公式;可以用多种
方法对等差数列的通项公式
进行推导。
教学用具:投影仪
(四)教学设想
[创设情景]
上节课我们学习了数列。在日常生活中,人口增
长、教育贷款、存款利息等等
这些大家以后会接触得比较多的实际计算问题,都需要用到有关数列的知识
来解
决。今天我们就先学习一类特殊的数列。w W w . x K b 1.c o M
[探索研究]
由学生观察分析并得出答案:
(放投影片)在现实生活中,我们经
常这样数数,从0开始,每隔5数一次,可
以得到数列:0,5,____,____,
____,____,„„
2000年,在澳大利亚悉尼举行的奥运会上,女子举重被正式列为比赛项
目。
该项目共设置了7个级别。其中较轻的4个级别体重组成数列(单位:kg):48,
53
,58,63。
水库的管理人员为了保证优质鱼类有良好的生活环境,用定期放水清理水库
的
杂鱼。如果一个水库的水位为18cm,自然放水每天水位降低2.5m,最低降至
5m。那么从开始放
水算起,到可以进行清理工作的那天,水库每天的水位组成数
列(单位:m):18,15.5,13,
10.5,8,5.5
我国现行储蓄制度规定银行支付存款利息的方式为单利,即不把利息加入本金计算下一期的利息。按照单利计算本利和的公式是:本利和=本金×(1+利率
×寸期).例如,
按活期存入10 000元钱,年利率是0.72%。那么按照单利,5
年内各年末的本利和分别是:
时间
第1年
第2年
第3年
第4年
第5年
年初本金(元)
10 000
10 000
10 000
10 000
10 000
年末本利和(元)
10 072
10 144
10 216
10 288
10 360
各年末的本利和(单位:元)组成了数列:10 072,10 144,10 216, 10
288,
10 360。
思考:同学们观察一下上面的这四个数列:0,5,10,15,20,„„ ①
48,53,58,63 ②
18,15.5,13,10.5,8,5.5 ③
10
072,10 144,10 216, 10 288,
10 360 ④
看这些数列有什么共同特点呢?
(由学生讨论、分析)
引导学生观察相邻两项间的关系,得到:新|课 | 标|第 |一| 网
对于数列①,从第2项起,每一项与前一项的差都等于 5 ;
对于数列②,从第2项起,每一项与前一项的差都等于 5 ;
对于数列③,从第2项起,每一项与前一项的差都等于 -2.5 ;
对于数列④,从第2项起,每一项与前一项的差都等于 72 ;
由学生归纳和概括出,以上
四个数列从第2项起,每一项与前一项的差都等
于同一个常数(即:每个都具有相邻两项差为同一个常数
的特点)。
[等差数列的概念]
对于以上几组数列我们称它们为等差数
列。请同学们根据我们刚才分析等差
数列的特征,尝试着给等差数列下个定义:
等差数列:一
般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等
于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数
列。
这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d表示。那么对于以上四组
等差数列,它
们的公差依次是5,5,-2.5,72。
提问:如果在
a
与
b
中间插入一个数A,使
a
,A,
b
成等差数列数列,那么A
应满足什么条件?
由学生回答:因为a,A,b组成了一个等差数列,那么由定义可以知道:
A-a=b-A
所以就有
A
ab
2
由三个数a,A,b组成的等差数列可以看成最简单
的等差数列,这时,A叫
做a与b的等差中项。
不难发现,在一个等差数列中,从第2项起,
每一项(有穷数列的末项除外)
都是它的前一项与后一项的等差中项。
如数列:1,3,5,7,9,11,13„中
5是3和7的等差中项,1和9的等差中项。
9是7和11的等差中项,5和13的等差中项。
看来,
a
2
a
4
a
1
a
5
,a
4
a
6<
br>a
3
a
7
从而可得在一等差数列中,若m+n=p+q
则
a
m
a
n
a
p
a
q
[等差数列的通项公式]
对于以上的等差数列,我们能不能用通项
公式将它们表示出来呢?这是我们
接下来要学习的内容。
⑴、我们是通过研究数列
{a
n
}
的第n项与序号n之间的关系去写出数列的通项公
式的。下面由同学
们根据通项公式的定义,写出这四组等差数列的通项公式。
由学生经过分析写出通项公式:
① 这个数列的第一项是5,第2项是10(=5+5),第3项是15(=5+5+5),第
4项是20(=5+5+5+5),„„由此可以猜想得到这个数列的通项公式是
a
n
5n
② 这个数列的第一项是48,第2项是53(=48+5),第3项是58(=4
8+5×
2),第4项是63(=48+5×3),由此可以猜想得到这个数列的通项公式是
a
n
485(n1)
③ 这个数列的第一项是18,第2项是15.
5(=18-2.5),第3项是13(=18-2.5
×2),第4项是10.5(=18-2.5×
3),第5项是8(=18-2.5×4),第6项是5.5
(=18-2.5×5)由此可以猜想得到
这个数列的通项公式是
a
n
182.5(n1)
④ 这个
数列的第一项是10072,第2项是10144(=10172+72),第3项是
10216(=1
0072+72×2),第4项是10288(=10072+72×3),第5项是10360
(=1
0072+72×4),由此可以猜想得到这个数列的通项公式是
a
n
10072
72(n1)
⑵、那么,如果任意给了一个等差数列的首项
a
1
和公差d,它的通项公式是什么
呢?
引导学生根据等差数列的定义进行归纳:
a
2
a
1
d,
a
3
a
2
d,
(n-1)个等式
a
4
a
3
d,
„
所以
a
2
a
1
d,
a
3
a
2
d,
a
4
a
3
d,
„„
思考:那么通项公式到底如何表达呢?
a
2
a
1
d,
a
3
a
2
d(a
1
d)da2d,
a
4
a
3
d(a
1
2d)da3d,
„„
得出通项公式:由此我
们可以猜想得出:以
a
1
为首项,d为公差的等差数列
{a
n
}
的通项公式为:
a
n
a
1
(n1)d
W
W w .X k b 1.c O m
也就是说,只要我们知道了等差数列的首项
a
1
和公差d,那么这个等差数列
的通项
a
n
就可以表示
出来了。
选讲:除此之外,还可以用迭加法和迭代法推导等差数列的通项公式:
(迭加法):
{a
n
}
是等差数列,所以
a
n
a
n1
d,
a
n1
a
n2
d,
a
n2
a
n3
d,
„„
a
2
a
1
d,
X
两边分别相加得
a
n
a
1
(n1)d,
所以
a
n
a
1
(n1)d
(迭代法):
{a
n
}
是等差数列,则有
a
n
a
n1
d
a
n2
dd
a
n2
2d
a
n3
d2d
a
n3
3d
„„
a
1
(n1)d
所以
a
n
a
1
(n1)d
[例题分析]
例1、⑴求等差数列8,5,2,„的第20项.
⑵-401是不是等差数列-5,-9,-13,„的项?如果是,是第几项?
分析:⑴要求
出第20项,可以利用通项公式求出来。首项知道了,还需要
知道的是该等差数列的公差,由公差的定义
可以求出公差;
⑵这个问题可以看成是上面那个问题的一个逆问题。要判断这个数是不是数列中的项,就是要看它是否满足该数列的通项公式,并且需要注意的是,
项数是否有意义。
解:⑴由
a
1
=8,d=5-8=-3,n=20,得
a
2
0
8(211)(3)49
⑵由
a
1=-5,d=-9-(-5)=-4,得这个数列的通项公式为
a
n
54(
n1)4n1,
由题意知,本题是要回答是否存在正整数n,使得
-401=-4n-
1成立。
解这个关于n的方程,得n=100,即-401是这个数列的第100项。 例题评述:从该例题中可以看出,等差数列的通项公式其实就是一个关于
a
n
、<
br>a
1
、d、n(独立的量有3个)的方程;另外,要懂得利用通项公式来判断
所
给的数是不是数列中的项,当判断是第几项的项数时还应看求出的项数是否
为正整数,如果不是正整数,
那么它就不是数列中的项。
(放投影片)例2.某市出租车的计价标准为1.2元km,起步价为10
元,即最
初的4km(不含4千米)计费10元。如果某人乘坐该市的出租车去往14km处的
目的地,且一路畅通,等候时间为0,需要支付多少车费?
解:根据题意,当该市出租
车的行程大于或等于4km时,每增加1km,乘客
需要支付1.2元.所以,我们可以建立一个等差数
列
{a
n
}
来计算车费.
令
a
1
=11.2,表示4km处的车费,公差d=1.2。那么当出租车行至14km
处时,n=11,此
时需要支付车费
a
11
11.2(111)1.223.2(元)
答:需要支付车费23.2元。
例题评述:这是等差数列用于解决实际问题的一个简单应用
,要学会从实际
问题中抽象出等差数列模型,用等差数列的知识解决实际问题。
(放投影片)思考例题:例3 已知数列
{a
n
}
的通项公式为a
n
pnq,
其中p、q
为常数,且p≠0,那么这个数列一定是等
差数列吗?
分析:判定
{a
n
}
是不是等差数列,可以利用等差数
列的定义,也就是看
a
n
a
n1
(n>1)是不是一个与n无关
的常数。
解:取数列
{a
n
}
中的任意相邻两项
a
n
与a
n1
(n>1),
作差得
a
n
a
n1
(pnq)[p{n1)q]pnq(pnpq]p
它是一个与n无关的数.
所以
{a
n
}
是等差数列。
课本左边“旁注”:这个等差数列的首项与公差分别是多少?
这个数列的首项
a1
pq,公差dp
。由此我们可以知道对于通项公式是形
如
an
pnq
的数列,一定是等差数列,一次项系数p就是这个等差数列的公差,
首项是p+q.
例题评述:通过这个例题我们知道判断一个数列是否是等差数列的方法:如果一
个数列的通项公式是关于正整数n的一次型函数,那么这个数列必定是等差数
列。
[课堂小结]
本节主要内容为:
①等差数列定义:即<
br>a
n
a
n1
d
(n≥2)
②等差数列通项公
式:
a
n
a
1
(n1)d
(n≥1)
推导出公式:
a
n
a
m
(nm)d
(五)评价设计
1、已知
{a
n
}
是等差数列.
⑴
2a
5
a
3
a
7
是否成立?2a
5
a
1
a
9
呢?为什么?
()
⑵
2a
n
a
n1
a
n是否成立?据此你能得出什么结论?
1
n1
)
2a<
br>n
a
nk
a
n
(
是否成立?据此你又能得出
什么结论?
k
n1
2、已知等差数列
{a
n
}
的公差为d.求证:
a
m
a
n
d
mn