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等比数列的概念教案
教学目标
1.理解等比数列的定义,并能以方程思想作指导,理解和运用它的通项公式.
2.逐步体会类比、归纳的思想,进一步培养学生概括、抽象思维等能力.
3.培养学生严密的思维习惯,促进个性品质的良好发展. 教学重点和难点
重点:等比数列要领的形成及通项公式的应用. 难点:对要领的深刻理解. 教学过程设计 (一)引入新课
师:前面我们已经研究了一类特殊的数列──等差数列,今天我们一起研究第二类新的数列──等比数列. (板书)三 等比数列 (二)讲解新课
师:等比数列与等差数列在名字上非常类似,只有一字之差,一个是差,一个是比,你能否仿照等差数列,举列说明你对等比数列的理解. (要求学生能主动的用类比思想,通过具体例子说明对概念的理解) 生:数列1,3,9,27,…
师:你为什么认为它是等比数列呢?
生:因为这个数列相邻两项的比都是相等的,所以是等比数列. (先引导学生用自己的语言描述等比数列的特征,但暂时不作评论,以防限制其他学生的思维)
师:这是你对等比数列的理解,不过这个例子中的项是一项比一项大,能否再举一个一项比一项小的.
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师:你对等比数列的理解呢?
生:数列中每一项与前一项的比都是同一个常数.
师:他们对等比数列理解基本相同的,能否再换个样子,举一个例子.
(若理解没有什么变化,就不必让学生再重复了)
师:下面再举例子又增加点要求,既然要去研究它,说明它一定有实际应用价值,那么能否再举一个生活中的等比数列例子.
生:如生物学中细胞分裂问题:1个细胞经过一次分裂变为2个细胞,这两个细胞再继续分裂成为4个细胞.这样分裂继续下去,细胞个数从1到2到4到8,把每次分裂后所得细胞个数排列好可形成一个数列1,2,4,8,16,…这个数列就是等比数列.
师:这个例子举得很好,不仅能够发现生活中的数学问题,还能把数学知识应用在其它学科,其实等比数列的应用是非常广泛的,说明它确有很高的研究价值.
说了这么多,也发现了等比数列的特征,能否试着给等比数列下个定义呢?
生:如果一个数列的每一项与前一项的比都等于一个常数,那么这个数列就叫做等比数列.
师:作为定义这种叙述还有一点不足,为保证这样比都作得出来,这每一项应从数列的第二项起,否则第一项没有前一项,也就做不出这个比,调整之后,再找一位同学准确描述一下等比数列.
生:如果一个数列,从第二项起.每一项与前一项的比都等于一个常数,那么这个数列叫做等比数列.
师:好,就把它作为等比数列的定义记录下来.
(板书)1.定义 如果一个数列,从第二项起,每一项与前一项的比都是同一个常数,那么这个数列叫做等比数列,这个常数叫做公比,记作q.
(教师在叙述的同时,再强调为突出所做出的比都相等,应写为同一个常数更准确)
师:记住这句话并不难,关键是如何理解它,并利用它解决问题,先回到刚才几个例子看它们是否是等比数列,如果是,公比是多少?
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师:好,公比会找了,再来看这样一件事,等比数列从定义上与等差数列有很多密切关系使我们想到,有没有这样的数列,它既是等差数列也是等比数列呢?
生:有,如数列1,1,1,1,…是一个以0为公差的等差数列,也是以1为公比的等比数列.
师:除了这个数列以外,还能再举一个吗?
师:他们举的例子都是对的,而且从例子中数列的特征,使我们联想到,形如a,a,a,…(a∈R)的数列好像都满足既是等差又是等比数列,是这样吗?
(可让学生作短暂的讨论,再找学生回答)
生:形如a,a,a,…这样的数列一定是等差数列(这一点可以由等差数列的定义加以证明).但它未必是等比数列. 师:能具体解释一下吗?
生:当a=0时,数列每一项均为零,都不能作比,因此不是等比数列,a≠0时,此数列是等比数列.
师:这个回答非常准确,通过对这个问题的研究,对于我们进一步认识等比数列有什么帮助吗?从中得到什么启示吗?
生:等比数列中的每一项都不能为零,因为在定义中,数列中每一项都要做分母,所以均不能为零.
师:这一点实际上是隐含在定义的叙述之中的,从另一个角度上讲,数列各项均不为零是这个数列成等比数列的什么条件呢? 生:是必要非充分条件.
师:这是我们对等比数列进一步理解得到第一点共识. (板书)2.对定义的理解
(1)“an≠0”是数列{an}成等比数列的必要非充分条件. 师:这一点是对等比数列的项的特殊要求,这与等差数列也是不同的.
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下面从另外一个角度研究一下定义,数学定义一般都是用文字语言叙述表达的,但是在使用时往往需要符号化,因此下面试用数学符号语言来描述它?
师:这种描述过于具体,能否用简单的一个式子来概括这么多个比的等.
师:由于n可取任意自然数,故an+1可表示数列中每一项,an可表示相应的前一项,因此这一个比可以代表无数多个比的相等,所以这个式子与定义是等价的.
师:这个比式也可作为我们判断一个数列{an}是否是等比数列的依据.这样我们就完成了对等比数列的定义的研究、回顾一下研究过程.主要做了这样两件事:一是利用类比方法得到了等比数列的定义;二是用抽象概括将定义翻译为符号语言,并能利用它证明一个数列是否是等比数列.
下面要进一步研究等比数列,必须先搞清怎么表示一个等比数列,要表示数列,需先确定这个数列,确定一个等比数列几个条件呢? 生:两个条件. 师:哪两个条件? 生:可以是首项和公比
师:如果等比数列{an},首项为a1,公比为q,你会用什么方法来表示这个等比数列呢?
生:可以表示为a1,a2,a3,a4…这是常用的列举法
师:刚才举例时用的就是这种表示方法,除此之外,还有其它表示法吗?
师:这两种表示法各有所长,但使用最方便的还是通项公式法.即如果已知{an}是等比数列,首项是a1,公比是q,如何用n的解析式表示数列中的第n项呢?
(板书) 3.等比数列的通项公式
(1)已知等比数列{an},首项为a1,公比为q,则an=? 生:an=a1qn-1(n∈N+). 师:你是怎么得到的.
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生:根据已知条件,数列可以写成a1,a1q,a1q2,a1q3,…从而发现规律,归纳出第n次an=a1·qn-1.
师:归纳的结论是正确的,且用的方法,调动的知识都非常好,寻找通项即寻找项的一般规律,先看特殊项,写出几项,再归纳出一般结论.这种方法是不完全归纳法,因此这个结论的正确性是需要证明的(请同学们课下完成).
(板书)an=a1qn-1(n∈N+). (2)对公式的认识与理解
师:对于这个通项公式,可以从几个方面去认识它呢?
(这不是第一次遇到这类公式,学生应知道从什么角度去认识公式) 生:可以从函数观点去认识,把通项公式看作关于n的解析式. 师:与什么函数的解析式相类似. 生:指数函数.
师:它类似于指数函数解析式,说明它在某些方面可能与指数函数有联系.
生:还可以把它看作一个方程,用方程思想来求解其中的量. 师:方程中有四个量,知三求一是最简单的公式应用,不过当已知a1,q和an,求n时,此时的方程是个指数方程,求解时需多加注意.如{an}是等比数列,首项是2,公比是2,那么256是数列中第几项? 生:因为an=a1qn-1,则an=2·2n-1=2n.又an=256,得256=2n.解得n=8.
师:其它的例子不再举了.但如果只知二,那么就能求二,但求二恐怕一个方程就不能解决了,需要方程组才能解决.这也就是通项公式的不同层次的应用了,下面一起看这样一个题目.
(板书) 例1 一个等比数列的第二项是2,第三项与第四项的和是12,求它的第八项的值.
师:拿到这个题目,你打算怎样设计你的求解方案,或者说对这个题目有什么想法.
生:想求出首项和公比.
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