内容正文:
4.3.2 等比数列的前n项和公式
人教A版(2019)
选择性必修第二册
长治市第十九中学校 姜维
学习目标
基础性目标:掌握等比数列的前n项和公式及其应用.
拓展性目标:会用错位相减法求数列的和.
挑战性目标:能运用等比数列的前n项和公式解决一些简单的实际问题.
情境引入
国际象棋起源于古代印度.相传国王要奖赏国际象棋的发明者,问他想要什么.发明者说:“请在棋盘的第一个格子里放上1颗麦粒,第2个格子里放上2颗麦粒,第3个格子里放上4颗麦粒……依次类推,每个格子里放的麦粒都是前一个格子里放的麦粒数的2倍,直到第64个格子.请给我足够的麦粒以实现上述要求.”国王觉得这个要求不高,就欣然同意了.
情境引入
已知一千颗麦粒的质量约为40g,据查,2016——2017年度世界小麦产量约为7.5亿吨,根据以上数据,判断国王是否能实现他的诺言.
探究新知
问题1:每个格子里放的麦粒数可以构成一个数列,请判断分析这个数列 是否是等比数列?并写出这个等比数列的通项公式.
问题2:请将发明者的要求表述成数学问题.
探究新知
问题3:如何求解该问题.
探究新知
思路:为了看清式子的特点,我们不妨把各项都用首项和公比来表示.
问题3:如何求解该问题.
探究新知
问题4:观察① 式,相邻两项有什么特征?怎样把某一项变成它的后一项?如何构造另一个式子,与原式相减后可以消除中间项?
探究新知
探究新知
问题5:要求出Sn ,是否可以把上式两边同时除以(1-q)?
错位相减
探究新知
注:
1.在运用等比数列的前n项和公式时,一定要注意对公比q的讨论(q=1或q≠1).
(1)
(2)
2.当q≠1时,若已知及q,则用公式 (1)较好,
若已知及q,则用公式 (2)较好
探究新知
下面,解决本课开头提出的问题.
由 ,q=2,n=64,可得
这个数很大,超过了 .
如果一千颗麦粒的质量约为40g,那么以上这些麦粒的总质量超过了7 000亿吨,约是2016—2017年度世界小麦产量的981倍. 因此,国王根本不可能实现他的诺言.
典例解析
判断下列计算是否正确
(1)
(2)
(3)
答:
(1)错
应改为
(2)错
应改为
(3)错,
应改为 5n
q=1,不能用求和公式
典例解析
例7 已知数列是等比数列.
(1)若, , 求 ;
(2)若 , , , 求 ;
(3)若 ,,,求n .
解:
(1)因为 , ,所以
典例解析
例7 已知数列是等比数列.
(2)若 , , , 求 ;
(3)若 ,,,求n .
典例解析
例7 已知数列是等比数列.
(2)若 , , , 求 ;
(3)若 ,,,求n .
解:
(2)由 , ,可得
即
又由 ,得 ,
所以
典例解析
例7 已知数列是等比数列.
(3)若 ,,,求n .
典例解析
例7 已知数列是等比数列.
(3)若 ,,,求n .
解:
(3)把 ,, 代入
得
整理,得
解得 n=5 .
课堂练习
在等比数列中:
(1)若,且q>0,求.
(2)若 ,求和公比q.
课堂练习
在等比数列中:
(1)若,且q>0,求.
(2)若 ,求和公比q.
解:
(1)∵ 为等比数列且 ,
∴ ∴
∴
课堂练习
在等比数列中:(2)若 ,求和公比q.
解:
(2)① 当时,
又
∴
即
解得
∴
② 当q=1时,
∴
综上得 或
课堂总结
作业布置
1.课本40页练习(1--5)
2.用其他方法推导等比数列前n项和公式。
选择性作业:感兴趣的同学课去了解学习国际象棋具体规则及玩法。
谢谢大家
(1)等比数列前项和公式,对于公比未知的等比数列,应用等比数列的前项和公式时,需讨论公比是否为1;
(2)等比数列前项和公式的推导:错位相减法;
(3)数学思想方法的应用:
①方程思想:等比数列求和问题中的“知三求二”问题就是方程思想的重要体现;
②分类讨论思想:由等比数列前项和公式可知,解答等比数列求和问题时常常要用到分类讨论思想.
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