高中数学新课程创新教学设计案例50篇___46_等差数列的前n项和
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46
等差数列的前
n
项和
教材分析
等差数列的前n项和是数列
的重要内容,
也是数列研究的基本问题.
在现实生活中,
等
差数列的求和是经常遇到的一类问题.
等差
数列的求和公式,
为我们求等差数列的前n项和
提供了一种重要
方法.
教材首先通过具体的事例,
探
索归纳出等差数列前n项和的求法,
接着推广到一般情况,
推导
出等差数列的前n项和公式.
为深化对公式的理解,
通过对具体
例子的研究,
弄清等差
数列的前n项和与等差数列的项、
项数、
公差之间的关系,
并能熟练地运用等差
数列的前n
项和公式解决问题.
这节内容重点是探索掌握等差数
列的前n项和公式,
并能应用公式解决
一些实际问题,难点是前
n项和公式推导思路的形成.
教学目标
1.
通过等差数列前n项和公式的推导,让学生体验数学公式产生、形成的过程,培养
学
生抽象概括能力.
2.
理解和掌握
等差数列的前n项和公式,体会等差数列的前n项和与二次函数之间的
联系,并能用公式
解决一些实际问题,培养学生对数学的理解能力和逻辑推理能力.
3.
在研究公式的形成过程中,培养学生的探究能力、创新能
力和科学的思维方法.
任务分析
这节内容主要涉及等差数列的前n项公式及其应用.
对公式的推导,
为便于学生理解,
采取从特殊到
一般的研究方法比较适宜,
如从历史上
有名的求和例子
1
+
2
+
3
+
……
+
100
的高斯算法出发,一方面引发学生对等差数列求和问
题的兴趣,
另一方面引导学生发现等差数列中任意的第k项与倒数第k项的和等于首
项与末
项的和这个规律,
进而发现求等差数列前n项和的一般方
法,
这样自然地过渡到一般等差数
列的求和问题.
对等差数列的求和公式,
要引导学生认识公式本身的结构特征,
弄清前n项
和与等差数列的项、
项数、
公差之间的关系.
为加深对公式的理解和运用,
要强
化对实例的
教学,
并通过对具体实例的分析,
< br>引导学生学会解决问题的方法.特别是对实际问题,
要引
导学生从实际情境中发现等差数列的模型,
恰当选择公式.
对于
等差数列前n项和公式和二
次函数之间的联系,可引导学生拓展延伸.
< br>
教学设计
一、问题情景
1.
在
200
多年前,
有个
10
岁的名叫高斯的孩子,
在老师提出问题:
“1
+
2
+<
/p>
3
+
…
+
100
=?
”
时,很
快地就算出了结果.他是怎么算出来的呢?他发现
1
+
100
=
2
+
99
=
3
+
97
=
…
=
50
+
51
=
101
,于是
1
+
2
+
…
+
100
=
101×
50
p>
=
5050
.
2.
受高斯算法启发,你能否求出
1
+
2
+
3
p>
+
…
+n的和.
3.
高斯的方法妙在哪里呢?这种方法能否推广到求一般等差
数列的前n项和?
二、建立模型
1.
数列的前n项和定义
对于数列{a
n
},我们称a
< br>1
+a
2
+
…
+a
n
为数列{a
n
}的前n项和,用
S
n<
/p>
表示,
即
S
n<
/p>
=a
1
+a
2<
/p>
+
…
+a
n
p>
.
2.
等差数列的求和公式
(
1
)如何用高斯算法来推导等差数列的前n项和公式?
对于公差为d的等差数列{a
n
}
:
S
n
=a
1
+(a
1
+
d)+(a
1
+
2
d)+
…
+[a
1
+(n
—
1
)d],
①
依据高斯算法,将
S
n
表示为
S
n
=a
n
+(a
n
—
d)+(a
n
—
2
d)+
…
+[a
n
—
(n
—
1
)d].
②
由此得到等差数列的前n项和公式
小结:这种方法称为反序相加法,是数列求和的一种常用方法.
(
2
)结合通项公式a
n
=a
1
+(n
—
1
)d,又能得怎样的公式?
(3)两个公式有什么相同点和不同点,各反映了等差
数列的什么性质?
学生讨论后,教师总结:相同点是利用二者
求和都须知道首项a
1
和项数n;不同点是
前者还须要知道a
n
,
后者还须要
知道d.
因此,
在应用时要依据已知条件合适地选取公式.
p>
公
式本身也反映了等差数列的性质:
前者反
映了等差数列的任意的第k项与倒数第k项的和都
等于首、末两项之和,后者反映了等差
数的前n项和是关于n的没有常数项的
“
二次函数
”
.
三、解释应用
[例
题]
1.
根据下列各题中的条件,求相应的等差数列{a
n
}的前n项和
S
n<
/p>
.
(
1
)a
1
=
—
4
,a
8
=
—
18
,n=
8
.
(
2
)a
1
=
14
.
5
< br>,d=
0.7
,a
n
=
32
.
注:恰当选用公式进行计算.
2.
已知一个等差数列{a
n
}前
10
项的和是
310
,
前
20
项的和是
1220
.由这些条件能
确定这个等差数列的前n项和的公式吗?
分析:
将已知条件代入等差数列前n项和的公式后,
p>
可得到两个关于a
1
与d的关系式,
它们都是关于a
1
与d的二元一次方程,
p>
由此可以求得a
1
与d,
< br>从而得到所求前n项和的公
式.
解:由题意知
注:(
1
)教师引导学生认识到等差数列前n项和公式,就
是一个关于a
n
,a
1
,n或
者a
1
,n,d的方程
,使学生能把方程思想和前n项和公式相结合,再结合通项公式,对
a
< br>1
,d,n,a
n
及
S
n
这五个量知其三便可求其二.
(
2
)本题的解法还有很多
,教学时可鼓励学生探索其他的解法.例如,