(一)创设情景,唤起学生知识经验的感悟和体验
世界七大奇迹之一的泰姬陵坐落于印度古都阿格,传说陵寝中有一个三角形图案,以相同大小的圆宝石镶饰而成,共有100层,你知道这个图案一共花了多少宝石
吗?
体展示三角形图案)
[设计意图] 情境学习理论认为:数学学习总是与一定的知识背景,即“情境” 相联系.从实际问题入手,图中蕴含算数,能激发学生学习新知识的兴趣,并且可引导学生共同探讨高斯算法更一般的应用,为新课的讲解作铺垫.
[知识链接] 高斯,德国著名数学家,被誉为“数学王子”。200多年前,高斯的算术教师提出了下面的问题:
1+2+3+?+100=? 据说,当其他同学忙于把100个数逐项相加时,10岁的高斯却用下面的方法迅速
算出了正确答案:
(1+100)+(2+99)+??+(50+51)=101×50=5050.
[学情预设]高斯的算法蕴涵着求等差数列前n项和一般的规律性.教学时,应给学生提供充裕的时间和空间,让学生自己去观察、探索发现这种数列的内在规律.学
生对高斯的算法是熟悉的,知道采用首尾配对的方法来求和,但估计他们对这种方法的认识可能处于记忆阶段,为了促进学生对这种算法的进一步理解,设计了以下三道由易到难的问题.
(二)由易到难,在自主探究与合作中学习
问题1 图案中,第1层到第51层一共有多少颗宝石?
该题组织学生分组讨论,在合作中学习,并把小组发现的方法一一呈现. [学情预设] 学生可能出现以下求法
方法1:原式=(1+2+3+??+50)+51 方法2:原式=0+1+2+??+50+51
方法3:原式=(1+2+?+25+27?+51)+26 以上方法实际上是用了“化归思想”,将奇数个项问题转化为偶数个项求解,教师应进行充分肯定与表扬.
[设计意图] 这是求奇数个项和的问题,若简单地摹仿高斯算法,将出现不能全部配对的问题,借此渗透化归思想.
问题2:求图案中从第1层到第n层(1<n <100,n∈N*)共有多少颗宝石? [学情预设] 学生通过激烈的讨论后,发现n为奇数时不能配对,可能会分n为奇数、偶数的情况分别求解,教师如何引导学生避免讨论成为该环节的关键.
[设计意图] 从求确定的前n个正整数之和到求一般项数的前n个正整数之和,让
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学生领会从特殊到一般的研究方法,旨在让学生对“首尾配对求和”这一算法的改进.
启发:(多媒体演示)如右图,在三角形图案右侧倒放一个全等的三角形与原图补成平行四边形.
[设计意图] 借助几何图形的直观性,能启迪思路,唤醒学生记忆深处的东西,并为倒序相加法的出现提供了一个直接的模型.
通过以上启发学生再自主探究,相信容易得出解法: ∵1 + 2 + 3 +?(n-1) + n n +(n-1)+ (n-2)+? + 2 + 1
____________________________________________________________________
(n+1) + (n+1) + (n+1) +? +(n+1) + (n+1)
n(n+1)∴1+2+3+?+n=
2
问题3: 在公差为d的等差数列{an}中,定义前n项和 Sn=a1+a2+?+an,如何求Sn?
由前面的大量铺垫,学生应容易得出如下过程: ∵Sn=a1 + (a1+d) + (a1+2d) +?+[a1+(n-1)d] Sn=an + (an-d) +(an-2d)+?+[an-(n-1)d] ∴
2Sn?(a1?an)?(a1?an)?????(a1?an)???????????????
n个?Sn?n(a1?an)2 (公式1)
组织学生讨论:
在公式1中若将an=a1+(n-1)d代入又可得出哪个表达式? 即:Sn?na1?n(n?1)2d(公式2)
(三)设置典例,促进学生对公式的应用
对于以上两个公式,初学的学生在解决一些问题时,往往不知道该如何选取.教师应通过适当的例子引导学生对这两个公式进行分析,根据公式各自的特点,帮助学生恰当地选择合适的公式.
例1 为了参加冬季运动会的5000m长跑比赛,某同学给自己制定了7天的训练计划(单位:m)如下表: 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 问这个同学7天一共将跑多长的距离? [设计意图] 该例题是将课本P53习题2.3A组第3题改编成表格形式,可以锻炼学生处理数据信息的能力和选用公式的能力。学生可以从首项、末项、项数出发,选用公式1;也可以从首项、公差、项数出发,选用公式2,通过两种方法的比较,引导学生在解题时注意选择适当的公式,以便于计算.
24例2 已知等差数列5,4 ,3 ,?
77求(1)数列{an}的通项公式;
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(2)数列{an}的前几项和为
1257?
(3)Sn的最大值为多少?并求出此时相应的n的值。
[设计意图] 通项公式与求和公式中共有a1、d、n、an、Sn五个基本元素,如果已知其中三个,就可求其余两个,主要是训练学生的方程(组)思想。第(3)小题是让学生初步接触用函数观点解决数列问题,为以后函数与数列的综合打下基础.
[知识链接](1)由Sn?na1?d2?A,a1?d2?B,则Sn?An?2n(n?1)2d?d2n?(a1?2d2)n,若令
d?0可知当,Bn时,点(n,Sn)是在常数项为0的二次函
数图象上,可由二次函数的知识解决Sn的最值问题;
(2)若数列{an}的前n项和Sn?An2?Bn(A、B?R),则数列{an}一定是等差数列;
(3)由Sn?An2?Bn,可知
Snn?An?B,点?n,??Sn??在直线上; n?(4)在等差数列{an}中,当ak?0,ak?1?0时,Sk最大,当ak?0,ak?1?0时,Sk最小。
(四)反馈调控,实现学生对知识的掌握
练习1 已知等差数列{an}的前10项和是310,前20项的和是1220,求前n项和Sn.
练习2 等差数列{an}中,a1= - 4, a8= -18, n=8,求公差d及前n项和Sn.
选做题 已知函数f(x)=
12+2x ,则f(-5)+f(-4)+??+f(0)+??+f
(5)+f(6)的值为
[设计意图] 分层练习使学生在完成必修教材基本任务的同时,拓展自主发展的空间,让每一个学生都得到符合自身实践的感悟,使不同层次的学生都可以获得成功的喜悦,看到自己的潜能,从而实现“以人为本”的教育理念.
(五)回顾反思,深化知识
组织学生分组共同反思本节课的教学内容及思想方法,小组之间互相补充完成课堂小结,实现对等差数列前n项和公式的再次深化.
1.从特殊到一般的研究方法;
2.体会倒序相加的算法,掌握等差数列的两个求和公式,领会方程(组)思想; 3. 前n项和公式的函数意义
4、用梯形面积公式记忆等差数列的前n项和公式;
[知识链接]
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(六)布置作业
1.课本P52习题2.3,第1题(1)(3),第2题(3)(4),第5题 2.探索题
1111(1)数列{}的前n项和Sn= + + + ?+
n(n+1)1×22×33×41,求Sn;
n×(n+1)1111Tn=(2)若公差为d(d≠0)的等差数列{an}中, + + +?+ ,
a2a3a1a2an-1ana3a4你能否由题(1)的启发,得到Tn的表达式?
七、教学反思
“等差数列前n项和”的推导不只一种方法,本节课是通过介绍高斯的算法,探
究这种方法如何推广到一般等差数列的求和.该方法反映了等差数列的本质,可以进一步促进学生对等差数列性质的理解,而且该推导过程体现了人类研究、解决问题的一般思路.本节课教学过程的难点在于如何获得推导公式的“倒序相加法”这一思路.为了突破这一难点,在教学中采用了以问题驱动的教学方法,设计的三个问题体现了分析、解决问题的一般思路,即从特殊问题的解决中提炼方法,再试图运用这一方法解决一般问题.在教学过程中,通过教师的层层引导、学生的合作学习与自主探究,尤其是借助图形的直观性,学生“倒序相加法”思路的获得就水到渠成了.
德化第一中学陈丽真
点评
本节课以故事引课,增强学生的好奇心,激发学生的学习欲望和热情。以问题为纽带,通过三个问题组织学生讨论,由特殊(自然数的前51项和)到一般(自然数的前几项和),再到一类(等差数列前几项和),循序渐进。通过类比Causs配对求和方法,借助几何直观,启发学生独立思考,讨论交流,对问题进行层层递进的探究,使学生从不同的思维
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角度掌握了等差数列的前几项和公式,从中深刻领会推导过程所蕴涵的逻辑推理方法和数学思维方法,培养了学生思维的深刻性、尖锐性和批判性。通过精选例题,分层次练习,使学生既巩固了知识又形成了技能。在此基础上,通过民主和谐的课堂氛围,培养学生自主学习、合作学习的学习习惯,也培养了学生勇于探索、不断创新的思维品质。必须指出的是,在用Causs配对法得到前几项和公式后,如能对此方法做更深入分析,指出其实质是等差数列的重要性质——等距性(即m,n,k,l∈N?,m+n=k+l,则am+an=ak+al)的应用,在作业中的探索题中如能加上:数列{an}是等差数列,求sn=a1a2+a2a3+…+anan+1则可得到一类问题(由等差连续项或连续项倒数)组成的数列求和问题的解决,深化学生对相关问题的理解。
24、等比数列的前n项和
一、教学内容分析
本节课选自《普通高中课程标准数学教科书·数学(5)》(人教版)第二章第5节第一课时。从在教材中的地位与作用来:看《等比数列的前n项和》是数列这一章中的一个重要内容,它不仅在现实生活中有着广泛的实际应用,如储蓄、分期付款的有关计算等等,而且公式推导过程中所渗透的类比、化归、分类讨论、整体变换和方程等思想方法,都是学生今后学习和工作中必备的数学素养。
二、学生学习情况分析
从学生的思维特点看,很容易把本节内容与等差数列前n项和从公式的形成、特点等方面进行类比,这是积极因素,应因势利导。不利因素是:本节公式的推导与等差数列前n项和公式的推导有着本质的不同,这对学生的思维是一个突破,另外,对于q = 1这一特殊情况,学生往往容易忽视,尤其是在后面使用的过程中容易出错。教学对象是刚进入高中的学生,虽然具有一定的分析问题和解决问题的能力,逻辑思维能力也初步形成,但由于年龄的原因,思维尽管活跃、敏捷,却缺乏冷静、深刻,因此片面、不严谨。
三、设计思想
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