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等比数列的前n项和公式
教学设计(人教A版选择性必修第二册)
本节课是新版教材人教A版普通高中课程标准实验教科书数学选择性必修二第四章第4.3节《等比数列》第2课时。从内容上看它是我们等差数列前n项和的函数上的类比和等比数列基本概念的延伸,本节以此为出发点,引出了等比数列前n项和公式,体现了由特殊到一般的思想方法,
本节课是“数列求和”的基础和前提,在整章中占有基础地位,学习的主要目的是将数列从等差数列扩充到等差数列和等比数列,也为数列求和的研究做好准备。
【教学目标与核心素养】
1.数学抽象:等比数列的前n项和公式的概念和意义;
2.逻辑推理:等比数列前n项和公式的推导;
3.数学运算:利用等比数列的前n项和公式进行计算;
4.数学建模:通过与特殊的等比数列前n项和公式的类比,得出一般等比数列前n项和的公式。
【教学重点】会用错位相减法求数列的和;掌握等比数列的前n项和公式及其应用
【教学难点】会用错位相减法求数列的和;掌握等比数列的前n项和公式及其应用
多媒体课件
【新课导入】
上节课我们推导出了等比数列的定义和通项公式。也学习了等差数列的前n项和的性质,知道了等差数列的前n项和满足二次函数的形式。那么大家想到等比数列有没有前n项和呢?它的前n项和又是怎么推导出来的呢?
这节课我们就来深入研究这些问题。
【新课内容】
(一)情景引入,助学助教
1.展示国际象棋的寓言故事
问题:国王能够完成发明者的要求吗?如何求出国际象棋棋盘上的麦粒总数呢?
我们把这个问题转换成数学问题,抽象出求和公式:
两边同时乘公比2,得:
然后错位相减得:
这种方法叫做错位相减法求数列的前n项和。
设计意图:通过寓言故事引入本节教学,引起学生兴趣和探知欲,学习热情高涨。学生初步接触错位相减法,为等比数列求前n项和打下了基础。
(二)自主合作,探求新知
1.由特殊到一般求和
问题:用错位相减法求出这个等比数列的前n项和,那么由特殊到一般能否用同样的方法求出等比数列{an}的前n项和Sn呢?
对于等比数列
前n项和为
两边同时乘公比q得:
两式错位相减得:
整理得:
设计意图:通过小组合作讨论的方式,按照错位相减法求解一般数列的前n项和公式,能够让学生发挥自主合作的能力,提高主管能定性和逻辑分析、数学推理能力,有助于学生的学习和能力的增长。
2.教师指导推理等比数列求和公式
提问:如何在求和公式中保留尾项an呢?
通过等比数列的通项公式来带入求解。把首项乘公比的n次方转化为首项乘公比的n-1次方,然后保留尾项的形式。
设计意图:让学生自己推导等比数列求和公式的另一种方法,能够加深学生对公式的印象,提高学生对公式的应用能力。激发学生对接下来的数学知识的求知欲。
(三)例题探究,巩固提高
【例1】 已知数列{an}是等比数列.
(1)若
(2)若
(3)若
【例2】已知等比数列的首项为-1,前n项和为Sn,若
eq \f(S10,S5)=,求公比q.
数学素养:
1.在等比数列的通项公式和前n项和公式中,共涉及五个量:a1,an,n,q,Sn,其中首项a1和公比q为基本量,且“知三求二”.
2.前n项和公式的应用中,注意前n项和公式要分类讨论,即当q≠1和q=1时是不同的公式形式,不可忽略q=1的情况.
【例3】已知等比数列的公比q≠-1,前n项和为.证明,成等比数列,并求这个数列的公比.
巩固练习1.已知等比数列{an}的首项a1=3,公比q=2,则S5等于( )
A.93 B.-93 C.45 D.-45
答案:A [S5=eq \f(a1?1-q5?,1-q)=eq \f(3?1-25?,1-2)=93.]
(四)课堂小结,回顾课堂
1.在等比数列的通项公式和前n项和公式中,共涉及五个量:a1,an,n,q,Sn,其中首项a1和公比q为基本量,且“知三求二”.
2.前n项和公式的应用中,注意前n项和公式要分类讨论,即当q≠1和q=1时是不同的公式形式,不可忽略q=1的情况.
(五)课堂拓展,自主提高
1、对于S64=1+2+4+8+…+262+263,用2乘以等式的两边可得2S64=2+4+8+…+262+263+264,比较两式易知,两式相减能消去同类项,解出S64,即S64=264-1.
2、如果用一个等差数列{bn}和一个等比数列{an}相乘,还能用同样的方法得到数列{bnan}的前n项和吗?
这就是我们下节课主要探究的问题。
教材为教师搭建了活动平台,教师要通过这个平台教给学生什么呢?教知识、教方法,在教学活动中提高学生的能力、素养,影响学生的世界观、价值观、人生观,因此,教师必须从教材和其他教学资源中挖掘相关的教学因子。
学情分析
1.学生已有学科知识分析
学生已经学习了等差数列的定义和通项公式,了解了等差数列的性质,又
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