课题:等比数列的前,n,项和(第1课时)

时间:2023-05-10 16:10:23 手机站 来源:网友投稿


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一、教学目标

(一)知识目标

1.理解等比数列的前n 项和公式 的推导过程及方法

2.理解并掌握求和公式的简单应用

(二)能力目标

培养学生的观察、发现、分析处理问题的能力。

(三)情感目标

利用生活实例引入,激发了学生想利用数学知识解决实际生活问题的热情。

重点:等比数列前n项和公式推导及应用。

难点:等比数列前n项和公式推导方法——错位相减法。(根据Sn特点乘以公比q造成错位,比较难想到。)

教法:讲练结合法,启发式教学, 自主、合作、探究。

教具:制成幻灯片、或使用多媒体教学。

二、教学设计

(一)复习引入[复习前一节课所讲的内容]

1.等比数列的定义: [an+1an=q](n∈N+,q≠0)

2.等比数列的通项公式:an=a1·qn-1  (n∈N+,a1,q≠0)

3.等比数列最主要的两个性质:①a,b,c成等比数列[⇒]b2=ac;②在等比数列{an}中,若m+n=p+q,则ap·aq=am·an.

同学们,我们在前面学习了等差数列的前n 项和,那么等比数列的前n 项和,又将如何求解呢?

(二)新课讲授

1.引例

(师)国际象棋起源于古代印度,棋盘上共有8行8列,构成64个格子。关于国际象棋有这样一个传说。国王要奖赏国际象棋的发明者,问他有什么要求,发明者说:“请在棋盘的第1个格子里放上1颗麦粒,在第2个格子里放上2颗麦粒,在第3格子里放上4颗麦粒,在第4个格子里放上8颗麦粒,依此类推,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。请给我足够的粮食实现上述要求”。国王觉得这并不是很难办到的事,就欣然同意了他的要求。

同学们你认为国王有能力满足发明者上述要求吗?让我们一起来分析一下。

由于每个格子里的麦粒数都是前一个格子里的麦粒数的2倍,且共有64个格子,各个格子里的麦粒数依次是1,2,22,23,24,……………263,  于是发明者要求的麦粒总数就是1+2+22+23+……+262+263=?

(师)提出问题:引发学生的思考,讨论。

(1)如何求引例中的麦粒总数?即求1+2+22+23+……+262+263=?结果究竟有多大?国王是否能满足发明者的要求?

(2)教师组织学生分组讨论,老师提醒学生,是否可利用前面求等差数列的通项公式的方法来求解等比数列的前n项和?如果行不通了,又将如何办?

(3)分组讨论后,形成以下结论:

S64=1+2+22+23+……+262+263……①

2·S64=2+22+23+……+262+263+264……②

由①-②得 - S64=1-264,即S64=264-1

(4)由此,引起学生的思考:解决此题用了什么思想方法?此法的核心是什么?

(5)在老师的引导下,可形成以下意识:此法叫错位相减法。核心是乘以原等比数列的公比q导致错位,于是问题得以解决。

2.由上述引例的探索,那么,我们能将此结论推广到一般性结论呢

不妨记等比数列{an}的前n项和为:

Sn=a1+a2+a3+……………+an,又an=a1qn-1

则Sn=a1+a1q+ a1q2 +……………+ a1qn-1………③

q·Sn= a1q+ a1q2 +……………+ a1qn………④

由③-④得:(1-q)Sn= a1- a1qn

(1)当1-q≠0时,即q≠1时,

Sn=[a1(1-qn)1-q=a1-a1qn1-q=a1-anq1-q]

(2)当1-q=0时,即q=1时,

Sn=a1+a2+a3+……………+an=na1.

综上:

na1   (q=1)

Sn=[a1(1-qn)1-q=a1-a1qn1-q](q≠1)

教师引导学生自己分析,并归纳总结等比数列前n项和公式的结构特征:

(1)公式的适用条件。

(2)公式的结构特点。

(3)知a1,q,n一般用前一个公式。知a1,q, an一般用后一个公式。

(4)在Sn,a1,  q,  n,an知三求二。

(5)在使用公式时,务必注意q是否等于1。

(三)典例分析

例1.已知等比数列[12],[14],[18]……………

(1)求其前8项之和。

(2)求第5项到第8项和。

(3)求此等比数列前2n项中所偶数项之和。

学生先做或讲析思路。师点评:

解:(1)S8=[12[1-128]1-12]=[255256]

(2) 法1: S=a5+a6+a7+………+a10=[a5[1-126]1-12]=[631024]   法2:  S=S10-S4

(3)S偶=a2+a4+a8+………+a2n=[14[1-144]1-14]=[13][1-[14n]]

变式训练:①已知a1=2.4,q=1.5,n=5,求S5=___

②已知a1=8,q=0.5,an=0.5,求Sn=___

(学生先做,师再点评)

(好题)例2, 在等比数列{an}中,S2=7,S6=91,求S4=?

学生先做.师再点评,进行思维拓展:

略解:法一,∵S6≠3S2,∴q≠1.

∴当q≠1时, S2=7=[a1(1-q2)1-q]………. ①

S6=91=[a1(1-q6)1-q]………. ②

由②÷①得: [(1-q6)1-q2]=13  ∴q4+q2+1=13

∴q2=3或q2=-4(舍).将q2=3代入①中得: [a11-q=-12]

∴S4=[a11-q[1-q4]]=28.

注: ①[a11-q]的整体代换; ②消元;③注意q 的分类讨论.

法二: ∵S2= =7;S6= a1+a2+q2(a1+a2)+ q4(a1+a2)=91  ∴q2=3. 以下同法一.

法三: ∵S2,S4-S2,S6-S4……仍旧成新的等比数列.设S4=t.

∴7,t-7,91-t仍成等比数列.即(t-7)2=7·(91-t) ∴t=28或-21(舍)

通过三种解法的对比,会学生感叹!

(四)课堂练习

(1)求S10=x+2x2+3x3+……………10x10=?

学生先做,然后教师再点评。

解: ∵S10=x+2x2+3x3+………9x9+10x10…………①

xS10=x2+2x3+3x4+………9x10+10x11…………②

由①-②得:(1-x)·S10=( x+x2+x3+………x9+x10)-10x11

∴当x=1时,S10=1+2+3+………+10=55

当x≠1时,S10=[x(1-x10)1-x-10x111-x]综上所述:…………..

※(2)若{an}为等差数列,{bn}为等比数列,则{anbn}的前n项和,又将如何求呢?

这个问题,留作课后思考,下节课我们来一起学习和研究。(为下节课核心讲解错位相减法奠定了基础)

(五)课堂小结

(1)等比数列前n项和公式的推导----错位相减法。

(2)公式的适用条件。

na1   (q=1)

Sn=

[a1(1-qn)1-q=a1-a1qn1-q](q≠1)

(3)公式的简单应用。

(六)课外作业:教材习题

(七)板书设计:(见本人制作的课件)

(八)本堂课教学反思:(根据当堂课发生的情况,进行反思并改进)

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