内容正文:
学习目标
情境引入
探求新知
典例铺路
随堂演练
课堂小结
当堂检测
第一章 数列
互动设计
1.2.1 等差数列的概念及其通项公式
互动设计课程
1
学
习
目
标
理解等差数列的概念,能准确判断一个数列是否为等差数列。。。
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1
理解等差数列的概念,能准确判断一个数列是否为等差数列掌握等差数列的通项公式,能熟练运用公式进行计算理解等差数列与一次函数的关系
2
经历从具体实例抽象出等差数列概念的过程,体会归纳推理的思想通过推导通项公式,掌握累加法(叠加法)这一重要数学方法培养观察、分析、归纳、概括的数学思维能力
情
境
引
入
情境一:生活实例
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情境二:数学史话
情境一:生活实例
问题1: 小明从1月份开始,每月存入银行1000元,假设不计利息,他各月末的存款余额(单位:元)依次为:
1000,2000,3000,4000,5000,⋯
这个数列有什么特点?
问题2: 某剧场有20排座位,第一排有38个座位,从第二排起,每一排都比前一排多2个座位。各排的座位数依次为:
38,40,42,44,46,⋯
这个数列有什么共同特征?
问题3: 女子举重比赛有7个级别,其中较轻的4个级别体重(单位:kg)组成数列:
48,53,58,63
相邻两级别之间有什么关系?
情境二:数学史话
高斯小时候计算 1+2+3+⋯+100 的故事。为什么高斯能快速算出答案?因为他发现了这些数排列的规律——相邻两个数的差都相等。
思考: 上述三个情境中的数列有什么共同特征?
互
动
设
计
探究活动一:概念形成(小组讨论)
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探究活动二:公式推导(自主探究)
探究活动三:函数视角(深化理解)
探究活动一:概念形成(小组讨论)
任务: 观察下列数列,找出它们的共同特点:
数列 相邻两项的差
小组讨论问题: 1. 这些数列中,从第2项起,每一项与前一项的差有什么特点? 2. 这个”差”可以是负数吗?可以是零吗? 3. 尝试用自己的语言描述这类数列的特征。
师生互动: 各小组代表发言,教师引导归纳,形成等差数列的定义。
探究活动二:公式推导(自主探究)
问题: 已知等差数列 的首项为 ,公差为 ,如何求第 项 ?
方法一:归纳法 - - - - - 猜想:
小组交流: 两种方法各有什么优点?累加法的核心思想是什么?
探究活动三:函数视角(深化理解)
思考: 等差数列的通项公式 可以看作什么函数?
互动探究: 当 时, 是关于 的一次函数 点 都在直线 上 公差 就是直线的斜率
探
求
新
知
一、等差数列的概念
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二、等差数列的通项公式
三、重要性质
一、等差数列的概念
定义: 如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差都等于同一个常数,这个数列就叫做等差数列。
这个常数叫做等差数列的公差,通常用字母 d 表示。
符号语言: (, 为常数)
注意: 1. “从第2项起”——确保每一项都有前一项 2. “同一个常数”——这是判断的关键 3. 公差 可以是正数、负数或零
等差中项: 若 成等差数列,则 叫做 和 的等差中项,且
二、等差数列的通项公式
公式:
变形公式: - (已知第 项求第 项)
形式 意义
已知首项、公差、项数,求末项
关于 n 的一次函数形式
已知任意一项求另一项
三、重要性质
性质1: 若 是等差数列,且 ,则
性质2: 等差数列的图象是直线 上的一群孤立点
典
例
铺
路
类型一:等差数列的判断
类型二:通项公式的应用
类型三:等差数列的性质应用
类型四:实际应用
类型一:等差数列的判断
例1 判断下列数列是否为等差数列,若是,求出公差 。
解析: (1) 是等差数列,
不是等差数列(,差不相等)
是等差数列,,
是等差数列,,
方法总结: 判断等差数列的方法 - 定义法: 验证 是否为常数 - 通项法: 验证 是否为关于 的一次函数
类型二:通项公式的应用
例2 在等差数列 中:
已知 ,求 和
已知 ,求 和
已知 ,求 和
解析:
由 得 ,解得
方法一: 列方程组
解得
方法二: 利用
再由 得 ,
类型三:等差数列的性质应用
例3 已知 是等差数列,,,求 。
解析: 方法一: 基本量法 设 ,列方程求解(略)
方法二: 性质法 注意到 ,所以
方法三: 对称性 是 和 的等差中项,而 是 和 的中间项…
类型四:实际应用
例4 某市为控制汽车尾气排放,实行汽车牌照摇号制度。已知2018年投放牌照10万个,计划以后每年比上一年多投放0.5万个。问2025年投放多少个牌照?
解析: 设第 年投放牌照 万个,则 是等差数列 - (2018年) - - 2025年是第 年
答: 2025年投放13.5万个牌照。
随
堂
演
练
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【基础训练】
1. 已知等差数列 中,,则公差 ( )
A. B. C. D.
【基础训练】
2. 等差数列 的第 项为 ,则 ( )
A. 99 B. 100 C. 101 D. 102
【基础训练】
3. 在等差数列 中,,则数列的公差为( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【能力提升】
4. 已知数列 满足 ,则 ______,若 ,则 ______。
5. 在等差数列 中,,则 ______。
6. 已知 成等差数列,求证: 也成等差数列。
1. C 解析:
2. C 解析:,由 得
3. B 解析:,又 ,所以 4. ; 解析: 是首项为1,公差为2的等差数列,。令 ,得 。
5. 180 解析:,所以 ,。 。
右边 实际上: (代入 )
左边 (当 )
实际上直接展开:
得证。
随
堂
检
测
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【选择题】
1. 下列数列中,是等差数列的是( )
A.
B.
C.
D.
2. 等差数列 中,,则 ( )
A. 45 B. 41 C. 39 D. 37
3. 《九章算术》中有这样一个问题:今有女子善织,日自倍,五日织五尺。问日织几何?若改为”日增等尺”(即每天比前一天多织相同的量),其他条件不变,则该女子第三天织( )
A. 尺 B. 1 尺 C. 尺 D. 尺
4. 已知数列 的通项公式为 ,则下列结论正确的是( )
A. 该数列不是等差数列
B. 该数列是公差为4的等差数列
C. 该数列是公差为3的等差数列
D. 该数列是公差为-3的等差数列
4. 若角α满足180°<α<360°,且5α与α的始边和终边均相同,则α=______。
【填空题】(每题5分)
5. 等差数列 的第20项为 ______。
6. 在等差数列 中,,则 ______。
【填空题】(每题5分)
7. 已知 和 的等差中项是4, 和 的等差中项是5,则 和 的等差中项是 ______。
8. 在等差数列 中,,则 ______。
【解答题】(10分)
9. 已知等差数列 中,。
求数列的通项公式;
若 ,求 的值;
该数列从第几项开始大于100?
【课堂检测答案】
一、选择题
1. B
解析:A中 ,差不等;B中 ,是等差数列;C是等比数列;D中 。
2. B
解析:
3. B
解析:设第一天织 尺,公差为 ,则 ,即 ,而 。
4. B
解析:,是公差为4的等差数列。
二、填空题
5.
解析:,
6.
解析:设公差为 ,则 ,。
7.
解析:由题意 ,即 。
解得 。 和 的等差中项为 。
8.
解析:,又 ,所以 。
9. 解:
由 得 ,解得
通项公式为
令 ,得 ,
令 ,得 ,
因为 ,所以
即从第51项开始大于100。
课
堂
小
结
1. 知识小结
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2. 方法小结
3. 课后思考
1
2
3
4
认真领会
1. 知识小结
55
2. 方法小结
方法 适用场景
基本量法 已知 中的三个,求另外两个
性质法 涉及两项或多下标和相等的情况,简化计算
函数法 研究单调性、最值,或图象相关问题
累加法 推导公式,或处理 型递推
3. 课后思考
等差数列前 n 项和 有什么公式?如何推导?
如果三个数成等差数列,如何设元更简便?
等差数列与一次函数、直线方程有什么内在联系?
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