内容正文:
2.4 等比数列模型
第 讲 数学建模
二
等比数列模型
等比数列
模型
5
情景引入
典型例题
巩固练习
布置作业
归纳小结
4
3
1
2
棋盘与麦粒的数学模型
(1)问题情境: 相传,古印度的舍罕王打算重赏国际象棋的发明者一宰相西萨.班.达依尔.于是,这位宰相跪在国王面前说:“陛下,请您在这张棋盘的第1个小格内赏给我1粒麦子;在第2个小格内给2粒,第3格内给4粒.照这样下去,每一小格的麦子都比前一小格加一倍,把64格棋盘都放满就行了.”国主想这要不了多少麦子吧,就慷慨地答应了宰相的要求.
情景引入
例1
请用所学的数学知识计算棋盘里一共有多少粒麦子.
典型例题
典型例题
(2)分析数据:第1个小格内给1粒麦子,第2个小格给2粒,第3格给4粒依此类推,每一小格的麦子都比前一小格增加一倍, 直到64格。为寻找棋盘格数与麦粒之间的规律,把数据填写在表中.
显然,从表中看出,把格数当成项数,则对应的麦粒数是首项a1=1,公比q=2的等比数列.
典型例题
(3)建立模型:计算总的麦粒数.
总麦粒数的计算公式如下:
20+21+22+23+...+263.
由于分别计算64格棋盘里麦粒数的工作量庞大,因此我们利用等比数列前n项和公式建立总的麦粒数模型.
等比数列的前n项和公式如下:
典型例题
将首项a=1,公比q=2代入前n项和公式.此时,前n个棋盘麦粒总数的模型为
Sn=2n-1.
(5)求解模型:把n=64代入上述模型,利用计算器得
典型例题
S64=264-1=18 446 744 073 709 551 615.
设1粒小麦的质量为0.05克,则20000粒就是1干克,20 000 000粒就是1吨,因此
而2019年全球谷物类粮食产量约为27.22亿吨,对比之后,我们可以看到64个棋盘格子里的小麦的质量是非常庞大的数据,比2019年全球谷物类粮食产量的338倍还多一些.
爱因斯坦曾说过:“宇宙间最大的能量是复利,世界的第八大奇迹还是复利.”
典型例题
巩固练习
国王粮仓里没有那么多麦粒,但是他又不想成为说话不算数的小人,就让管粮食的大臣想办法. 管粮食的大臣想到了一个法:打开粮仓让宰相自己一粒一粒地数获奖励的麦粒.
问题:假设每秒钟能数2粒麦子,一小时能数多少粒小麦?一年能数多少粒小麦?需要多长时间可以数完获得奖励的麦粒?
归纳小结
1.本节课你学习了哪些内容?
2.本节课学习的用途?
布置作业
阅读
教材章节2.5
书写
教材P32思考与练习
思考
其他等比数列案例
作
业
Thanks
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