内容正文:
等比数列的前n项和公式
情景导入
阿基米德与国王下棋,国王输了,国王问阿基米德要什么奖赏?阿基米德对国王说:“我只要在棋盘上放一粒米,第二格放两粒,第三格放四粒第四格放16粒.按这个方法放满整个棋盘就行.”国王以为要不了多少粮食,就随口答应了,结果国王输了.
聪明的你,想到国王为什么认输了吗?
猜想公式
问题1:故事里可以提炼出一个什么数学问题?
等比数列的前n项和
一般化
猜想公式
探究:等比数列如何求和?
n 1 2 3 4 … n
…
3
7
15
1
猜想公式
问题2:公比为q,首项为1的等比数列的前n项和
归纳猜想:找出统一的形式结构,用基本量表示。
当q=10时,
n 1 2 3 4 … n
1 11 111 1111 … 111…1
猜想公式
检验公式:当q=3,q=4时,公式是否成立
猜想公式:一般地,首项为,公比为q的等比数列的前n项和
如何推导证明公式?
推导公式
任务1:分组讨论公式的推导过程?
任务2:为什么乘以q,可以乘以其它数吗?
推导公式
任务1:分组讨论公式的推导过程?
任务2:为什么乘以q,可以乘以其它数吗?
两式做差
所以
错位相减法
推导公式
乘以其他数
作差消项
乘以 ,向前错位
乘以 ,向后错2位
作差消项
……
你选择乘以哪个数?
分析公式
等比数列前n项和公式:
特殊情况:
前n项和
首项
公比
项数
末项
应用公式
棋盘上米粒数量:
1000粒小麦的质量约为40g,麦粒的总质量超过了7000亿吨。如果按2022年世界小麦年产量26.28亿吨计算,是连续270多年产量总和;如果按人均每天吃1kg粮食计算,可供全世界80亿人吃上约240年。
就算国王凑齐了小麦,这些小麦可以从地球到太阳累计成一个长10米,宽5米的“巨柱”。
指数爆炸式增长的“威力”
国王做不到
应用公式
我国明代数学家程大位所著的《算法统宗》中记载:
远望巍巍塔七层,红光点点倍加增。
共灯三百八十一,请问尖头几盏灯?
翻译:已知等比数列中,
解:代入等比数列的前n项和公式中,
解
应用公式
等差数列求和
首尾相加法来“消项”
倒序相加法
等比数列求和
错位相减法来“消项”
错位相减法
结合等差数列定义
结合等比数列定义
课堂小结
特殊情况:
错位相减法
思想方法:特殊到一般,分类讨论,归纳猜想
课后作业
复习巩固(必做)
P129页第1、4、5、6
扩展探究(选做)
收集古今中外有关等比数列求和的历史成就,制作一副画报,画报中至少包含一个我国古代数学家的历史成就。
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