内容正文:
课题:等差数列的前
项和
授课教师:袁克政(徐州市第三十六中学)
教材:苏教版普通高中课程标准实验教科书 必修五
▲1、教学目标:
(1)掌握“倒序相加法”求等差数列的前
项和公式的方法;
(2)掌握等差数列的前
项和公式,并能用公式解决一些简单问题;
(3)在探索活动中培养学生观察、分析的能力,培养学生由特殊到一般的归纳能力。
▲2、教学重点、难点:等差数列的前
项和公式的推导,等差数列的前
项和公式的应用。
▲3、教学方法与教学手段:合作探究法、讲授法、多媒体教学。
▲4、教学过程:
一、细心观察,大胆猜想
探究一、猜想等差数列的前
项和公式
今有与人钱,初一人与一钱,次一人与二钱,次一人与三钱,以次与之,转多一钱,共有百人,问共与几钱? ——《张丘建算经》
【设计意图】通过中国北魏时期《张丘建算经》中一道数学题导入所学内容。引导学生通过观察、讨论发现问题中的等差数列,
,
,
,···,
,需求
。评价学生观点,同时渗透利用数学建模的方法解决实际问题的思想。继而引出本节课的第一个概念:等差数列
的前
项和的定义:
一般地,我们称
为等差数列
的前
项和,用
表示,即
,回到古代的问题,转化为数学语言,即为问题1。
问题1:如何求
?
【学生活动】理解首尾配对求和的原理和方法,讨论高斯求和的精髓和局限性。
【设计意图】通过数学科学史的学习感悟我国古代数学的辉煌成就,渗透情感态度价值观教育。高斯求和的精髓在于首尾配对,体现了消项的思想,但有局限性,项数必须是偶数项。当项数不确定时如何计算?引出新的思考。
问题2:如何求
?
【学生活动】小组讨论,如何求和?
【设计意图】引导学生回顾前两个问题,对n进行分类讨论。师生共同得到
,指出结果中第一个n的含义是项数,1的含义是首项,后一个n的含义是末项。引导学生思考:能否找出一般的规律适用于不同的等差数列。从而给出问题3。在此过程中重视学生从特殊到一般的逻辑推理素养的培养。
问题3:猜想:
【学生活动1】若等差数列首项为
,末项为
,猜想等差数列前n和公式。
【设计意图】由问题2到问题3类比归纳,引发猜想。
【学生活动2】思考猜想结果能否与实际问题一致。
实际应用:先考察图,这是某仓库堆放的一堆钢管,最上面的一层有4根钢管,下面的每一层都比上一层多一根,最下面的一层有9根,怎样计算这堆钢管的总数呢?
假设在这堆钢管旁边倒放着同样一堆钢管
这样,每层的钢管数都等于
,共有6层。从而原来一堆钢管的总数为
【设计意图】创设新的问题情境,以实例佐证猜想的正确性。通过梯形面积公式的推导方式类比出求和方式。同时让学生指出其中数量的含义:4(上底)为首项,9(下底)为末项,6(高)为项数。肯定猜想,猜想出的结论需经过严格的证明,从而引出下一环节“合作探究,严格证明”。
二、合作探究,严格证明
探究二、证明等差数列的前
项和公式
【学生活动】小组讨论对于一般情况的等差数列,如何推导求和公式。尝试总结公式的记忆方法。
证:设等差数列
的首项为
,公差为
,则
①
把各项的次序反过来,
又可以写成
②
由①+②得
由此可得等差数列
的前
项和公式
【设计意图】学生小组讨论,并完成证明过程,使学生充分掌握倒序相加法,并让学生感受倒序相加法的使用条件。得到求和公式,强调公式中每个量的含义。学生总结公式的记忆方法,完成知识建构。之后学以致用,引出“新知初学,牛刀小试”。
三、新知初学,牛刀小试
在等差数列
中,
,求
(结果用
表示)
【学生活动】学生以抢答的方式进行,口述解题过程与结果。
【设计意图】公式的简单运用,让学生感受公式的初步运用。继续推进,对公式的直接运用,引出例1。
四、师生合作,公式运用
例1、在等差数列
中,
(1)已知
,
,求
;
(2)已知
,
,求
.
【学生活动】抽取学生回答解题思路与过程,教师黑板板演完整解题过程。
【设计意图】此题为公式的直接运用,对于第2小题,需先求
,若对于求和公式中的
利用
可得:
这是本节课的第二个求和公式,强调每个量的含义,并分析两个求和公式与通项公式,共有五个量,观察例1,可得知三求二的方法。下面是公式的逆向运用,引出例2。
例2、在等差数列
中,已知
,
,
,求
及
.
【学生活动】学生在草稿纸上书写解题过程,教师利用手机拍照投屏技术展示学生完整解题过程,并让学生讲解思路,提倡一题多解。
【设计意图】本题是等差数列求和公式的逆向运用,体现了方程的思想。
变式:已知等差数列
,