内容正文:
1.3.2 等比数列的
前n项和
第一章 数列
·劳保版第8版 下册·
学习目标
1、理解错位相减法的推导逻辑,掌握等比数列前n项和的公式(区分q=1与q≠1);
2、能根据已知条件选择合适的公式求前n项和,实现知三求二;
3、能将求和型问题、生活实际问题转化为等比数列求和模型,求解总量;
4、通过推导过程,体会错位相减法的数学思想,提升逻辑推理能力;
5、借助经典案例感受数学方法的巧妙性,通过实际应用题体会等比数列求和的实用价值,消除对复杂公式的畏难心理,提升数学学习的兴趣与信心。
目 录
新课导入
01
探索新知
02
知识记忆
03
师生互动
04
当堂检测
05
课堂小结
06
1.3.2 等比数列的前n项和
新课导入
新课导入
经典案例:国际象棋发明者向国王索要麦粒,要求在棋盘的第1格放1粒,第2格放2粒,第3格放4粒……每格都是前一格的2倍,直到第64格。国王觉得很简单,答应了请求,但最终发现无法满足要求。
新课导入
计算:这个数列是等比数列,首项a1=1,公比q=2,求前64项和S64=1+2+22+⋯+263。
思考:如果逐个数相加,计算量太大,有没有简便方法?
探索新知
1.3.2 等比数列的前n项和
等比数列前n项和
定义:Sn=a1+a2+a3+⋯+an−1+an,Sn表示数列前n项的和。
等比数列前n项和:Sn=a1+a1q+a1q2+⋯+a1qn−1;
两边乘公比q:qSn=a1q+a1q2+⋯+a1qn−1+a1qn;
两式相减: Sn−qSn=a1−a1qn,即(1−q)Sn=a1(1−qn);
整理得(q≠1):Sn=;
补充:当q=1时,数列为常数列,Sn=na1;
等差数列前n项和
说明:q≠1时,代入an=a1qn−1可得Sn ;
总结:q≠1时,Sn ;
q=1时,Sn=na1
验证经典案例:代入a1=1,q=2,n=64,得S64=
例题解析
例1 求等比数列−3,6,−12,…的前8项之和。
不是最简,因含分母;不是最简,因为8 = 4 2,4能开方。
例题解析
不是最简,因含分母;不是最简,因为8 = 4 2,4能开方。
例3 某企业第一年的产值是1500万元,计划每年递增15%,这五年的总产值是多少万元(保留两位小数)?
例题解析
不是最简,因含分母;不是最简,因为8 = 4 2,4能开方。
例题解析
解:收入数列为等比数列,设年增长率为x,则q=1+x,a1=30000;
列方程: 30000+30000(1+x)+30000(1+x)2= 50000+50000(1+3×5.6%);
化简方程: x2+3x−=0,解得x≈19.2%(舍去负根)。
例4 某人投资10万元办了一个养鸡场,其中有5万元是向银行贷款的,贷款年利率为5.6%(只计本金带来的利息)。预计每出售一只肉鸡可盈利1元,投资当年就能出售30000只。他准备在3年内收回全部投资,并偿还银行的利息,为此,他必须以怎样的年增长率发展肉鸡养殖(假设年增长率不变,精确到0.1%)?
知识记忆
1.3.2 等比数列的前n项和
不是最简,因含分母;不是最简,因为8 = 4 2,4能开方。
知识记忆
1.推导方法:错位相减法;
2.前n项和公式:
q≠1时,Sn ;
q=1时,Sn=na1
3.核心逻辑:等比数列的5个量(n,a1,q,an,Sn)知三求二;
4.求和步骤:判公比→选公式→代入计算→验证结果。
师生互动
1.3.2 等比数列的前n项和
不是最简,因含分母;不是最简,因为8 = 4 2,4能开方。
师生互动
1、概念辨析:等比数列前n项和公式为什么要分q=1与q≠1?
答:当q=1时,公式Sn=的分母为0,无意义,因此需要分类讨论;
2、计算抢答:(1)等比数列a1=2,q=3,n=4,求S4;
(2)等比数列a1=1,q=1,n=5,求S5。
答:(1)S4===80;
(2)S5=5×1=5。
当堂检测
1.3.2 等比数列的前n项和
练习
练习
练习
例3 求和:2+4+8+⋯+64。
解:数列为等比数列,a1=5000,q=1.1,n=3,
用公式S3=5000(1−1.13)1−1.1≈16550(台)。
练习
例4 某商场第一年销售计算机5000台,每年销售量增长10%,求前3年的总销售量。
练习
练习
例6 一条消息1小时传给2人,2人再各传2人,经过4小时可传遍多少人?
课堂小结
1.3.2 等比数列的前n项和
课堂小结
3、整数幂的运算法则:5条(注意区分同底数幂的乘法与幂的乘方)
1.核心方法:错位相减法(推导等比数列前n项和公式);
2.核心公式:
q≠1时,Sn ;
q=1时,Sn=na1
3.核心技能:
公式选择:依公比是否为1选择对应公式;
知三求二:列方程组求解;
实际建模:分析变量→确定数列→求和。
课后作业
1.3.2 等比数列的前n项和
课后作业
3、整数幂的运算法则:5条(注意区分同底数幂的乘法与幂的乘方)
① 课本P30知识巩固2 第1~4题
②《同步练习》基础巩固、能力进阶
谢谢
THANKS
$