内容正文:
§2.2等差数列的前n项和
第1课时 等差数列的前n项和
泰姬陵坐落于印度古都阿格,是十七世纪莫卧儿帝国皇帝沙杰罕为纪念其爱妃所建,她宏伟壮观,纯白大理石砌建而成的主体建筑叫人心醉神迷,成为世界七大奇迹之一.陵寝以宝石镶饰,图案之细致令人叫绝.
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(见右图),奢靡之程度,可见一斑。你知道这个图案一共花了多少宝石吗?
1+2+3+···+100 = ?
高斯(Carl Friedrich Gauss, 1777—1855),德国数学家,近代数学奠基者之一.与阿基米德、牛顿、欧拉并列为世界四大数学家・
1+2+3+…+98+99+100=?
高斯10岁时曾很快算出这一结果,如何算的呢?
我们先看下面的问题.
1+2+3+···+100=?
带着这个问题,我们进入本节课的学习!
1.了解等差数列前n项和公式的推导过程.
2.掌握等差数列前n项和公式及其应用.
3.掌握等差数列五个量a1,d,n,an,Sn的关系.
课标要求
1.数学运算:a1,d,n,an,Sn中“知三求二”,Sn的最值.
2.数学建模:利用等差数列求解相关问题.
素养要求
探究点1 等差数列的前n项和公式
如图1-14,有200根相同的圆木料,要把它们堆放成正三角形垛,并使剩余的圆木料尽可能的少,那么将剩余多少根圆木料?
根据题意,各层圆木料数比上一层多一根,故其构成等差数列:
1,2,3,…
设共堆放了n层,能构成正三角形垛的圆木料数为Sn,则
Sn = l+2+3+・・・+n,
这是一个等差数列的求和问题.
如何计算该等差数列的和呢?
高斯在小学时就巧妙地求出了n=100时的结果.
小高斯回答说:“我不是按照1,2,3的次序一个一个往上加的.老师,您看,一头一尾两个数的和都是一样的:1加100是101,2加99是101,3加98是101…把一前一后的数相加,一共有50个101,101乘50,得5050.”
高斯的算法是
S100 = 50×[(1+100)+(2+99)+(3+98)+…+(50+51)]=5050.
对首项为a1,公差为d的等差数列{an},Sn是等差数列{an}的前n项和,即
Sn=a1+a2+a3+…+an.
根据等差数列{an}的通项公式,上式可以写成
Sn=