高中数学导学案 等差数列
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高中数学《2.2等差数列》导学案新人教A版必修52.2 等差数列【学习目标】1. 通过实例,理解等差数列的概念;2. 探索并掌握等差数列的通项公式;3. 能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系并能用有关知识解决相应的问题;体会等差数列与一次函数的关系。
【研讨互动 问题生成】 1.等差数列的概念 2.等差数列的通项公式 【合作探究 问题解决】⑴在直角坐标系中,画出通项公式为53-=n a n的数列的图象。
这个图象有什么特点?⑵在同一个直角坐标系中,画出函数y=3x-5的图象,你发现了什么?据此说一说等差数列qpn a n +=与一次函数y=px+q 的图象之间有什么关系。
【点睛师例 巩固提高】例1.⑴求等差数列8,5,2,…的第20项.⑵-401是不是等差数列-5,-9,-13,…的项?如果是,是第几项?例2.某市出租车的计价标准为1.2元/km ,起A .120B .105C .90D .75 3.已知等差数列2,5,8,……,该数列的第3k (k ∈N *)项组成的新数列{b n }的前4项是 。
{b n }的通项公式为 。
4.数列{a n }是首项为2,公差为3的等差数列,数列{b n }是首项为-2,公差为4的等差数列。
若a n =b n ,则n 的值为( ) (A )4 (B )5 (C )6 (D )7 5.关于等差数列,有下列四个命题中是真命题的个数为( )(1)若有两项是有理数,则其余各项都是有理数(2)若有两项是无理数,则其余各项都是无理数 (3)若数列{a n }是等差数列,则数列{ka n }也是等差数列(4)若数列{a n }是等差数列,则数列{a 2n }也是等差数列(A )1 (B )2 (C )3 (D )4 6.在等差数列{a n }中,a m =n, a n =m,则a m+n 的值为( )(A )m+n (B ))(21n m + (C ))(21n m -(D )07.在等差数列{a n }中,若a 1+a 4+a 7=39,a 2+a 5+a 8=33,则a 3+a 6+a 9的值为 ( )(A )30 (B )27 (C )24 (D )21 8.一个直角三角形的三条边成等差数列,则它的最短边与最长边的比为 ( )(A )4∶5 (B )5∶13 (C )3∶5 (D )12∶1310.在等差数列{a n }中,已知a 2+a 7+a 8+a 9+a 14=70,则a 8= 。
2. 2.1等差数列导学案一、课前预习: 1、预习目标:①通过实例,理解等差数列的概念;探索并掌握等差数列的通项公式;②能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系并能用有关知识解决相应的问题; ③体会等差数列与一次函数的关系。
2、预习内容: (1)、等差数列的定义:一般地,如果一个数列从 起,每一项与它的前一项的差等于同一个 ,那么这个数列就叫等差数列,这个常数叫做等差数列的 , 通常用字母d 表示。
(2)、等差中项:若三个数b A a ,,组成等差数列,那么A 叫做a 与b 的 , 即=A 2 或=A 。
(3)、等差数列的单调性:等差数列的公差 时,数列为递增数列; 时,数列为递减数列; 时,数列为常数列;等差数列不可能是 。
(4)、等差数列的通项公式:=n a 。
二、课内探究学案例1、1、求等差数列8、5、2… …的第20项 解:由81=a 385-=-=d 20=n 得:49)3()120(820-=-⨯-+=a2、401-是不是等差数列5-、9-、13-… …的项?如果是,是第几项?解:由51-=a 4)5(9-=---=d 得14)1(45--=---=n n a n由题意知,本题是要回答是否存在正整数n ,使得: 14401-=-n 成立解得:100=n 即401-是这个数列的第100项。
例2、某市出租车的计价标准为1.2元/km ,起步价为10元,即最初的4km (不含4km )计费为10元,如果某人乘坐该市的出租车去往14km 处的目的地,且一路畅通,等候时间为0,需要支付多少车费?分析:可以抽象为等差数列的数学模型。
4km 处的车费记为:2.111=a 公差2.1=d 当出租车行至目的地即14km 处时,n=11 求11a 所以:2.232.1)111(2.1111=⨯-+=a 例3:数列53-=n a n 是等差数列吗?变式练习:已知数列{na }的通项公式qpn a n +=,其中p 、q 为常数,这个数列是等差数列吗?若是,首项和公差分别是多少? (指定学生求解) 解:取数列{na }中任意两项na 和1-n a )2(≥n[]q n p q pn a a n n +--+=--)1()(1pq p pn q pn =+--+=)(它是一个与n 无关的常数,所以{na }是等差数列?并且:q p a +=1 p d = 三、课后练习与提高 在等差数列{}n a 中,已知,10,3,21===n d a 求n a=已知,2,21,31===d a a n 求=n已知,27,1261==a a 求=d已知,8,317=-=a d 求=1a2、已知231,231-=+=b a ,则b a ,的等差中项为( )A 3B 2 C31D 213、2000是等差数列4,6,8…的( )A 第998项B 第999项C 第1001项D 第1000项 4、在等差数列40,37,34,…中第一个负数项是( ) A 第13项 B 第14项 C 第15项 D 第16项 5、在等差数列{}n a 中,已知,13,2321=+=a a a 则654a a a ++等于( )A 10B 42 C43 D456、等差数列-3,1, 5…的第15项的值为7、等差数列{}n a 中,0,2511>=d a 且从第10项开始每项都大于1,则此等差数列公差d的取值范围是 8、在等差数列{}n a 中,已知,31,10125==a a ,求首项1a 与公差d9、在公差不为零的等差数列{}n a 中,21,a a 为方程432=+-a x a x 的跟,求{}n a 的通项公式。
等差数列及其前n项和考纲要求1.理解等差数列的概念.2.掌握等差数列的通项公式与前n项和公式.3.了解等差数列与一次函数的关系.考情分析1.等差数列的通项公式与前n项和公式是考查重点.2.归纳法、累加法、倒序相加法、方程思想、运用函数的性质解决等差数列问题是重点,也是难点.3.题型以选择题、填空题为主,与其他知识点结合则以解答题为主.教学过程基础梳理一、等差数列的有关概念1.定义:如果一个数列从起,每一项与它的前一项的都等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列.符号表示为(n∈N*,d为常数).2.等差中项:数列a,A,b成等差数列的充要条件是,其中A 叫做a,b的.二、等差数列的有关公式1.通项公式:an=.2.前n项和公式:Sn== . 三、等差数列的性质1.若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,{an}为等差数列,则.2.在等差数列{an}中,ak,a2k,a3k,a4k,…仍为等差列,公差为.3.若{an}为等差数列,则Sn,S2n-Sn,S3n-S2n,¡仍为等差数列,公差为.4.等差数列的增减性:d>0时为数列,且a1<0时前n项和Sn有最值.d<0时为数列,且当a1>0时前n项和Sn有最值.5.等差数列{a n}的首项是a1,公差为d.若其前n项之和可以写成S n=An2+Bn,则A=,B=,当d≠0时它表示函数,数列{a n}的前n项和S n=An2+Bn是{a n}成等差数列的 条件.双基自测1.(2011·重庆高考)在等差数列{an }中,a 2=2,a 3=4,则a 10=( )A .12B .14C .16D .182.(教材习题改编)在等差数列{a n }中,a 2+a 6=3π2,则sin ⎝⎛⎭⎫2a 4-π3=( )A.32B.12C .-32D .-123.(教材习题改编)已知数列{an },其通项公式为an =3n -17,则其前n 项和Sn 取得最小值时n 的值为( )A .4B .5C .6D .74.(2011·湖南高考)设Sn 是等差数列{an }(n ∈N*)的前n 项和,且a 1=1,a 4=7,则S 5=______.5.(2011·辽宁高考)Sn 为等差数列{an }的前n 项和,S 2=S 6,a 4=1,则a 5=________.典例分析考点一、等差数列的判断与证明[例1] (2011·北京宣武一模)数列{a n }的前n 项和为S n ,若a 1=3,点(S n ,S n +1)在直线y=n +1nx +n +1(n ∈N *)上.(1)求证:数列{Sn n }是等差数列;(2)求S n .变式1本例条件不变,若数列{bn }满足bn =an ·an2,{bn }的通项公式.变式2.(2012·银川模拟)数列{a n }中,a 1=2,a 2=1,2a n =1a n +1+1a n -1(n ≥2,n ∈N *),则其通项公式为a n =________.1.证明{a n }为等差数列的方法①用定义证明:a n -a n -1=d (d 为常数,n ≥2)⇔{a n }为等差数列; ②用等差中项证明:2a n +1=a n +a n +2⇔{a n }为等差数列; ③通项法:a n 为n 的一次函数⇔{a n }为等差数列;2.用定义证明等差数列时,常采用的两个式子a 1+n -a n =d 和aa n n 1--=d ,但它们的意义不同,后者必须加上“n ≥2”,否则n =1时,a 0无定义. 考点二、等差数列的基本运算[例2] (2011·福建高考)已知等差数列{an }中,a 1=1,a 3=-3. (1)求数列{an }的通项公式;(2)若数列{an }的前k 项和Sk =-35,求k 的值.变式2.(2012·北京西城区期末)设{an }是等差数列,若a 2= 4,a 5=7,则数列{an }的前10项和为( )A .12B .60C .75D .1201.等差数列的通项公式a n =a 1+(n -1)d 及前n 项和公式S n =n (a 1+a n )2=na 1+n (n -1)2d ,共涉及五个量a 1,a n ,d ,n ,S n , 知其中三个就能求另外两个,体现了用方程的思想解决问题.2.数列的通项公式和前n 项和公式在解题中起到变量代换作用,而a 1和d 是等差数列的两个基本量,用它们表示已知和未知是常用方法. 考点三、等差数列的性质 [例3] (2011·重庆高考)在等差数列{an }中,a 3+a 7=37,则a 2+a 4+a 6+a 8=________.[例4](2010·全国卷Ⅱ)如果等差数列{an}中,a3+a4+a5=12,那么a1+a2+…+a7等于()A.14 B.21C.28 D.35变式3.(2012·无锡联考)已知等差数列{an}的前n项和为Sn,且S10=10,S20=30,则S30=________.变式4.(2012·遵义模拟)已知数列{an}是等差数列.前四项和为21,末四项和为67,且前n 项和为286,则n=________.1.等差数列的性质是等差数列的定义、通项公式以及前n项和公式等基础知识的推广与变形,熟练掌握和灵活应用这些性质可以有效、方便、快捷地解决许多等差数列问题.2.应用等差数列的性质解答问题的关键是寻找项数之间的关系.一个推导利用倒序相加法推导等差数列的前n项和公式:S n=a1+a2+a3+…+a n,①S n=a n+a n-1+…+a1,②①+②得:S n=n a1+a n2.两个技巧已知三个或四个数组成等差数列的一类问题,要善于设元.(1)若奇数个数成等差数列且和为定值时,可设为…,a-2d,a-d,a,a+d,a+2d,….(2)若偶数个数成等差数列且和为定值时,可设为…,a-3d,a-d,a+d,a+3d,…,其余各项再依据等差数列的定义进行对称设元.四种方法等差数列的判断方法(1)定义法:对于n≥2的任意自然数,验证a n-a n-1为同一常数;(2)等差中项法:验证2a n-1=a n+a n-2(n≥3,n∈N*)都成立;(3)通项公式法:验证a n=pn+q;(4)前n项和公式法:验证S n=An2+Bn.注后两种方法只能用来判断是否为等差数列,而不能用来证明等差数列.本节检测1.(2011·江西高考){a n}为等差数列,公差d=-2,S n为其前n项和.若S10=S11,则a1=() A.18B.20C.22 D.242.已知数列{a n}中,a3=2,a7=1,若{1a n+1}为等差数列,则a11=()A.0 B.1 2C.23D.23.若{a n}是公差为1的等差数列,则{a2n-1+2a2n}是()A.公差为3的等差数列B.公差为4的等差数列C.公差为6的等差数列D.公差为9的等差数列4.一个首项为23,公差为整数的等差数列,如果前6项均为正数,第7项起为负数,则它的公差为()A.-2 B.-3C.-4 D.-65.已知等差数列{a n}的前n项和为S n,并且S10>0,S11<0,若S n≤S k对n∈N*恒成立,则正整数k的取值为()A.5 B.6 C.4 D.76.已知数列{a n}为等差数列,S n为其前n项和,a7-a5=4,a11=21,S k=9,则k=________.7.设等差数列{a n}、{b n}的前n项和分别为S n、T n,若对任意自然数n都有S nT n=2n-34n-3,则a9b5+b7+a3b8+b4的值为__________.自我反思。
高三数学必修五教案《等差数列》优秀4篇1. 引言本教案是针对高三数学必修五教材中的《等差数列》内容进行设计的。
《等差数列》是高中数学中的重要概念,对学生理解数列的规律和应用具有重要意义。
本教案旨在通过多种不同的教学方法和活动,帮助学生深入理解等差数列的定义、性质和应用。
2. 教案一:等差数列的定义和性质2.1 教学目标•了解等差数列的定义;•掌握等差数列的通项公式;•理解等差数列的性质。
2.2 教学内容1.等差数列的定义;2.等差数列的通项公式;3.等差数列的性质。
2.3 教学活动•分组讨论:学生分成小组,讨论等差数列的定义和通项公式,并总结出等差数列的性质;•演示教学:教师通过示例,引导学生理解等差数列的定义和通项公式,并帮助学生掌握等差数列的性质;•练习巩固:学生进行一些练习题,巩固对等差数列的理解。
2.4 教学评价教师通过观察学生在讨论和练习中的表现,评价学生对等差数列的理解程度。
3. 教案二:等差数列的求和公式3.1 教学目标•掌握等差数列的求和公式;•理解求和公式的推导过程;•运用求和公式解决实际问题。
3.2 教学内容1.等差数列的求和公式;2.求和公式的推导过程;3.运用求和公式解决实际问题。
3.3 教学活动•演示推导过程:教师通过详细的步骤,演示等差数列求和公式的推导过程,并帮助学生理解每一步的意义;•练习应用:学生进行一些实例练习,运用求和公式解决实际问题;•小组合作:学生分组讨论,互相解答问题,提高合作能力和解决问题的能力。
3.4 教学评价教师通过观察学生在练习和讨论中的表现,评价学生对求和公式的掌握情况。
4. 教案三:等差数列的应用4.1 教学目标•熟练运用等差数列解决实际问题;•发现等差数列在生活和科学中的应用。
4.2 教学内容1.通过例题引入等差数列的应用;2.探究等差数列在生活和科学中的应用。
4.3 教学活动•案例分析:教师通过具体的案例,引导学生发现等差数列在生活和科学中的应用,并分析其规律;•分组讨论:学生分组讨论,提出更多的应用案例,并探究其规律和特点;•学生报告:每个小组选取一个应用案例进行报告,分享给全班同学。
第2课时等差数列的性质1.等差数列的性质(1)等差数列通项公式的推广通项公式通项公式的推广a n=a1+(n-1)d(揭示首末两项的关系)a n=a m+(n-m)d (揭示任意两项之间的关系)(2)若m+n=p+q(m,n,p,q∈N*),则a m+a n=□01a p+a q.①特别地,当m+n=2k(m,n,k∈N*)时,a m+a n=□022a k.②对有穷等差数列,与首末两项“等距离”的两项之和等于首末两项的和,即a1+a n=a2+□03a n-1=…=a k+□04a n-k+1=….2.等差数列的常用结论(1)若数列{a n}是公差为d的等差数列,则下列数列:①{c+a n}(c为任一常数)是公差为□05d的等差数列.②{ca n}(c为任一常数)是公差为□06cd的等差数列.③{a n+a n+k}(k为常数,k∈N*)是公差为□072d的等差数列.(2)若数列{a n},数列{b n}分别是公差为d1,d2的等差数列,则数列{pa n+qb n}(p,q是常数)是公差为□08pd1+qd2的等差数列.(3)等差数列{a n}中每隔相同的项抽出来的项按照原来的顺序排列,构成的新数列仍然是□09等差数列.1.判一判(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在等差数列{a n}中,若m+n=r,m,n,r∈N*,则a m+a n=a r.()(2)若数列{a n}是等差数列,则a1,a3,a5,a7,a9是等差数列.()(3)两个等差数列的和仍是等差数列.()答案 (1)× (2)√ (3)√ 2.做一做(1)(教材改编P 39T 5)已知等差数列{a n }中,a 2+a 4=6,则a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=( )A .30B .15C .5 6D .106(2)在等差数列{a n }中,a 3=2,公差d =-1,则a 10=________. (3)若等差数列{a n }中,a 5=a ,a 10=b ,则a 15=________. 答案 (1)B (2)-5 (3)2b -a 解析 (1)∵数列{a n }为等差数列,∴a 1+a 2+a 3+a 4+a 5=(a 1+a 5)+(a 2+a 4)+a 2+a 42=52(a 2+a 4)=52×6=15.探究1 等差数列的性质应用例1 等差数列{a n }中,a 1+3a 8+a 15=120,则2a 9-a 10的值是( ) A .20 B .22 C .24 D .-8答案 C解析 解法一:由a 1+3a 8+a 15=120,可得5a 1+35d =120,即a 1+7d =24,又2a 9-a 10=a 1+7d ,所以2a 9-a 10=24.解法二:因为a 1+3a 8+a 15=5a 8=120,所以a 8=24,而2a 9-a 10=a 10+a 8-a 10=a 8=24.[变式探究] 若本例中条件不变,求a 3+a 13的值又如何? 解 由例题解知,a 8=24,由等差数列的性质知a 3+a 13=2a 8=48. 拓展提升等差数列性质的应用技巧(1)适用情景已知等差数列的两项和,求其余几项和或者求其中某项. (2)常用性质利用已知m ,n ,p ,q ∈N *,若m +n =p +q ,则a m +a n =a p +a q 或若m +n =2r ,则a m +a n =2a r 将题目条件转化.【跟踪训练1】 (1)已知{a n }为等差数列,a 4+a 7+a 10=30,则a 3-2a 5的值为( )A .10B .-10C .15D .-15(2)等差数列{a n }中,已知a 2+a 3+a 10+a 11=36,则a 5+a 8=________.答案 (1)B (2)18解析 (1)∵a 4+a 7+a 10=3a 7=30,∴a 7=10, 而a 3-2a 5=a 3-(a 3+a 7)=-a 7=-10. (2)解法一:根据题意,有(a 1+d )+(a 1+2d )+(a 1+9d )+(a 1+10d )=36, ∴4a 1+22d =36,则2a 1+11d =18.而a 5+a 8=(a 1+4d )+(a 1+7d )=2a 1+11d ,因此,a 5+a 8=18.解法二:根据等差数列性质,可得a 5+a 8=a 3+a 10=a 2+a 11=36÷2=18. 探究2 灵活设项求解等差数列例2 (1)三个数成等差数列,它们的和为21,它们的平方和为155,求这三个数;(2)已知四个数成等差数列,它们的和为28,中间两项的积为40,求这四个数.解 (1)设这三个数为a -d ,a ,a +d . 则⎩⎪⎨⎪⎧a -d +a +a +d =21,(a -d )2+a 2+(a +d )2=155,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =7,d =2或⎩⎪⎨⎪⎧a =7,d =-2,∴这三个数为5,7,9或9,7,5.(2)设这四个数为a -3d ,a -d ,a +d ,a +3d , 则⎩⎪⎨⎪⎧a -3d +a -d +a +d +a +3d =28,(a -d )(a +d )=40, 解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =7,d =3或⎩⎪⎨⎪⎧a =7,d =-3.∴这四个数依次为-2,4,10,16或16,10,4,-2. 拓展提升常见设元技巧(1)当等差数列{a n }的项数n 为奇数时,可设中间一项为a ,再用公差为d 向两边分别设项:…,a -2d ,a -d ,a ,a +d ,a +2d ,….(2)当等差数列{a n }的项数n 为偶数时,可设中间两项为a -d ,a +d ,再以公差为2d 向两边分别设项:…,a -3d ,a -d ,a +d ,a +3d ,…,这样可减少计算量.【跟踪训练2】 已知单调递增的等差数列{a n }的前三项之和为21,前三项之积为231,求数列{a n }的通项公式.解 解法一:根据题意,设等差数列{a n }的前三项分别为a 1,a 1+d ,a 1+2d ,则⎩⎪⎨⎪⎧a 1+(a 1+d )+(a 1+2d )=21,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=231,即⎩⎪⎨⎪⎧ 3a 1+3d =21,a 1(a 1+d )(a 1+2d )=231, 解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3d =4或⎩⎪⎨⎪⎧a 1=11,d =-4.因为数列{a n }为单调递增数列,所以⎩⎪⎨⎪⎧a 1=3,d =4,从而等差数列{a n }的通项公式为a n =4n -1.解法二:由于数列{a n }为等差数列,因此可设前三项分别为a -d ,a ,a +d ,由题意得⎩⎪⎨⎪⎧(a -d )+a +(a +d )=21,(a -d )a (a +d )=231,即⎩⎪⎨⎪⎧ 3a =21,a (a 2-d 2)=231,解得⎩⎪⎨⎪⎧ a =7,d =4或⎩⎪⎨⎪⎧a =7,d =-4.由于数列{a n }为单调递增数列,因此⎩⎪⎨⎪⎧a =7,d =4,从而a n =4n -1.探究3 等差数列的综合应用例3 在△ABC 中,若lg (sin A ),lg (sin B ),lg (sin C )成等差数列,并且三个内角A ,B ,C 也成等差数列,试判断该三角形的形状.解 由A ,B ,C 成等差数列,得2B =A +C ,又A +B +C =π, ∴3B =π,∴B =π3.∵lg (sin A ),lg (sin B ),lg (sin C )成等差数列, ∴2lg (sin B )=lg (sin A )+lg (sin C ), 即sin 2B =sin A sin C ,∴sin A sin C =34.又∵cos(A +C )=cos A cos C -sin A sin C ,cos(A -C )=cos A cos C +sin A sin C , ∴sin A sin C =-12[cos(A +C )-cos(A -C )]. ∴-12⎣⎢⎡⎦⎥⎤cos 2π3-cos (A -C )=34. ∴14+12cos(A -C )=34. ∴cos(A -C )=1. ∵A -C ∈(-π,π),∴A -C =0,即A =C =π3, ∴A =B =C .故△ABC 为等边三角形. 拓展提升等差数列与三角函数结合,一般需要根据等差数列的定义、性质等得到三角恒等式,然后运用三角恒等知识变形、化简,得到有关的恒等式,进而求解相关问题.【跟踪训练3】 (1)若关于x 的方程x 2-x +a =0和x 2-x +b =0(a ≠b )的4个根可组成首项为14的等差数列,则a +b 的值为( )A.38B.1124C.1324D.3172(2)在等差数列{a n }中,a 1+a 4+a 7+…+a 97=10,a 2+a 5+a 8+…+a 98=20,则a 3+a 6+a 9+…+a 99=________.答案 (1)D (2)30解析 (1)设4个根构成的等差数列为{a n }.由于两方程对应二次函数f (x )=x 2-x +a ,g (x )=x 2-x +b 的对称轴均为x =12.由根的对称性可判断,a 1与a 4是同一方程的根,a 2与a 3是另一方程的根.于是,a 1+a 4=1,又a 1=14,所以a 4=34,则公差d =13(a 4-a 1)=16,于是a 2=512,a 3=712,所以a +b =a 1a 4+a 2a 3=316+512×712=3172.(2)设等差数列{a n }的公差为d ,则a 2+a 5+a 8+…+a 98=a 1+a 4+a 7+…+a 97+33d ,又a 1+a 4+a 7+…+a 97=10,a 2+a 5+a 8+…+a 98=20,∴33d =10.∴a 3+a 6+a 9+…+a 99=(a 2+a 5+a 8+…+a 98)+33d =20+10=30. 探究4 等差数列的实际应用例4 某公司经销一种数码产品,第1年获利200万元,从第2年起由于市场竞争等方面的原因,利润每年比上一年减少20万元,按照这一规律如果公司不开发新产品,也不调整经营策略,从哪一年起,该公司经销这一产品将亏损?解 由题意可知,设第1年获利为a 1,第n 年获利为a n ,则a n -a n -1=-20(n ≥2,n ∈N *),每年获利构成等差数列{a n },且首项为a 1=200,公差d =-20,所以a n =a 1+(n -1)×d =200+(n -1)×(-20)=-20n +220.若a n <0,则该公司经销这一产品将亏损,由a n =-20n +220<0,解得n >11,即从第12年起,该公司经销这一产品将亏损.拓展提升解决等差数列实际问题的步骤(1)将已知条件翻译成数学语言,将实际问题转化为数学问题; (2)构建等差数列模型,由条件确定a 1,d ,n ,a n ; (3)利用通项公式或等差数列的性质求解; (4)将所求问题还原到实际问题中.【跟踪训练4】 如图所示,三个正方形的边AB 、BC 、CD 的长组成等差数列,且AD =21 cm ,这三个正方形的面积之和是179 cm 2.(1)求AB 、BC 、CD 的长;(2)以AB 、BC 、CD 的长为等差数列的前三项,以第10项为边长的正方形的面积是多少?解 (1)设公差为d (d >0),BC =x , 则AB =x -d ,CD =x +d .由题意得⎩⎪⎨⎪⎧(x -d )+x +(x +d )=21,(x -d )2+x 2+(x +d )2=179,解得⎩⎪⎨⎪⎧ x =7,d =4或⎩⎪⎨⎪⎧x =7,d =-4(舍去).所以AB =3(cm),BC =7(cm),CD =11(cm).(2)正方形的边长组成首项是3,公差是4的等差数列{a n},所以a10=3+(10-1)×4=39.a210=392=1521(cm2).所求正方形的面积为1521 cm2.[规律小结]1.等差数列的公差与斜率的关系(1)一次函数f(x)=kx+b(k≠0)的图象是一条直线,斜率k=f(x2)-f(x1) x2-x1(x1≠x2).当k=0时,对于常数函数f(x)=b,上式仍然成立.(2)等差数列{a n}的公差本质上是相应直线的斜率.如a m,a n是等差数列{a n}的任意两项,由a n=a m+(n-m)d,类比直线方程的斜率公式得d=a n-a mn-m(m≠n).2.等差数列的“子数列”的性质若数列{a n}是公差为d的等差数列,则(1){a n}去掉前几项后余下的项仍组成公差为d的等差数列;(2)奇数项数列{a2n-1}是公差为2d的等差数列;偶数项数列{a2n}是公差为2d的等差数列;(3)若{k n}成等差数列,则{akn}也是等差数列;(4)从等差数列{a n}中等距离抽取项,所得的数列仍为等差数列,当然公差可能也随之发生变化.3.等差数列两项和的性质若{a n}为等差数列,若m+n=p+q,则a m+a n=a p+a q,特别地,若m+n=2p,则a m+a n=2a p.(m,n,p,q∈N*)[走出误区]易错点⊳弄错等差数列中项的序号而致误[典例]已知等差数列{a n}中,a9+a10=a,a19+a20=b,则a99+a100=()A.8a-9b B.9b+8a C.9b-8a D.8b-7a[错解档案]选D,令a9+a10=b1,a19+a20=b2,则b1,b2,b3,…,b9构成新的等差数列,a 99+a 100=b 9=b 1+8d =a +8(b -a )=8b -7a .[误区警示] 由已知条件中项的下标的关系,构造出新的等差数列{b n },而a 99+a 100应为b 10,本题弄错项数致误.[规范解答] C解法一:由上述分析可知a 99+a 100=b 10=b 1+9d =9b -8a .解法二:将相邻两项和a 1+a 2,a 3+a 4,a 5+a 6,…,a 99+a 100分别记为b 1,b 2,b 3,…,b 50,可知{b n }为等差数列,设此数列的公差为d , 则d =b 10-b 510-5=b -a 5.∴a 99+a 100=b 50=b 5+45d =a +b -a5×45=9b -8a .[名师点津] (1)熟练掌握等差数列的性质,尤其是对各项的下标存在的关系以及所具有的性质的掌握;(2)在解答有关等差数列的问题时,要明确数列所求的项与已知条件之间的关系.1.等差数列{a n }中,a 6+a 9=16,a 4=1,则a 11=( ) A .64 B .30 C .31 D .15答案 D解析 解法一:∵⎩⎪⎨⎪⎧ a 6+a 9=16,a 4=1,∴⎩⎪⎨⎪⎧2a 1+13d =16,a 1+3d =1,∴⎩⎪⎨⎪⎧a 1=-5,d =2,∴a 11=a 1+10d =15. 解法二:∵6+9=4+11,∴a 4+a 11=a 6+a 9=16, ∴a 11=15.2.若{a n }为等差数列,且a 1+a 4+a 7=45,a 2+a 5+a 8=39,则a 3+a 6+a 9=( )A .39B .20C .19.5D .33答案 D解析 ∵a 1+a 4+a 7=3a 4=45,∴a 4=15,∵a 2+a 5+a 8=3a 5=39,∴a 5=13,∴d =a 5-a 4=-2,a 6=a 5+d =11,∴a 3+a 6+a 9=3a 6=3×11=33.故选D.3.已知(x 2-2x +m )(x 2-2x +n )=0的4个根组成首项为14的等差数列,则|m -n |=________.答案12解析 由已知设4个根分别为14,14+d ,14+2d ,14+3d ,且14+14+3d =14+d +14+2d =2,解得d =12,∴这 4个数分别为14,34,54,74,由韦达定理知:m =14×74,n =34×54,或m =1516,n =716,∴|m -n |=⎪⎪⎪⎪⎪⎪716-1516=12.4.设数列{a n },{b n }都是等差数列,且a 1=25,b 1=75,a 2+b 2=100,则a 37+b 37等于________.答案 100解析 设{a n }、{b n }的公差分别为d 1,d 2,∴(a n +1+b n +1)-(a n +b n )=(a n +1-a n )+(b n +1-b n )=d 1+d 2,∴{a n +b n }为等差数列,又∵a 1+b 1=a 2+b 2=100,∴a 37+b 37=100.5.成等差数列的四个数之和为26,第二个数与第三个数之积为40,求这四个数.解 设这四个数为a -3d 、a -d 、a +d 、a +3d , 则由题意知⎩⎪⎨⎪⎧a -3d +a -d +a +d +a +3d =26,(a -d )(a +d )=40,解得⎩⎪⎨⎪⎧a =132,d =32或⎩⎪⎨⎪⎧a =132,d =-32.所以这四个数为2、5、8、11或11、8、5、2.A 级:基础巩固练一、选择题1.如果等差数列{a n }中,a 3+a 4+a 5=12,那么a 1+a 2+…+a 7=( ) A .14 B .21 C .28 D .35答案 C解析 ∵a 3+a 4+a 5=3a 4=12,∴a 4=4. 又a 1+a 2+…+a 7=7a 4=28.2.已知等差数列{a n }满足a 1+a 2+a 3+…+a 101=0,则有( ) A .a 1+a 101>0 B .a 2+a 100<0 C .a 3+a 100≤0 D .a 51=0 答案 D解析 由题设a 1+a 2+a 3+…+a 101=101a 51=0, ∴a 51=0.3.《莱因德纸草书》是世界上最古老的数学著作之一,书中有一道这样的题目:把100个面包分给五个人,使每人所得面包数成等差数列,且使较大的三份之和的17是较小的两份之和,则最小的1份为( )A.53B.103C.56D.116答案 A解析 设五个人分得的面包为a -2d ,a -d ,a ,a +d ,a +2d ,(d >0),则(a -2d )+(a -d )+a +a +d +a +2d =5a =100,∴a =20,由17 (a +a +d +a +2d )=a -2d +a -d 得3a +3d =7(2a -3d ),∴24d =11a ,∴d =556,∴最小的一份为a -2d =20-1106=53.故选A.4.在等差数列{a n }中,a 1=0,公差d ≠0,若a k =a 1+a 2+a 3+a 4,则k 的值为( )A .6B .7C .8D .9答案 B解析 因为a 1=0,d ≠0,∴a 1+a 2+a 3+a 4=4a 1+6d =6d =a 7.故选B. 二、填空题5.已知等差数列{a n }满足a 1=1,公差为d ,a 3>0,当且仅当n =3时,|a n |取得最小值,则公差d 的取值范围是_________.答案 ⎝ ⎛⎭⎪⎫-12,-25解析 ∵a 3>0,当且仅当n =3时|a n |取最小值, ∴a 4<0,且a 4+a 3<0,∴⎩⎪⎨⎪⎧1+2d >0,1+3d <0,1+2d +1+3d <0,解得-12<d <-25.6.若{a n }是等差数列,a 15=8,a 60=20,则a 75=________. 答案 24解析 ∵a 60=a 15+45d ,∴d =415,∴a 75=a 60+15d =20+4=24.7.如果有穷数列a 1,a 2,…,a m (m 为正整数)满足条件:a 1=a m ,a 2=a m -1,…,a m =a 1,则称其为“对称”数列.例如数列1,2,5,2,1与数列8,4,2,4,8都是“对称”数列.已知在21项的“对称”数列{c n }中c 11,c 12,…,c 21是以1为首项,2为公差的等差数列,则c 2=________.答案 19解析 因为c 11,c 12,…,c 21是以1为首项,2为公差的等差数列,所以c 20=c 11+9d =1+9×2=19,又{c n }为21项的对称数列,所以c 2=c 20=19. 三、解答题8.等差数列{a n }的公差d ≠0,试比较a 4a 9与a 6a 7的大小.解 设a n =a 1+(n -1)d ,则a 4a 9-a 6a 7=(a 1+3d )·(a 1+8d )-(a 1+5d )(a 1+6d )=(a 21+11a 1d +24d 2)-(a 21+11a 1d +30d 2)=-6d 2<0,所以a 4a 9<a 6a 7.9.四个数成等差数列,其平方和为94,第一个数与第四个数的积比第二个数与第三个数的积少18,求此四个数.解 设四个数为a -3d ,a -d ,a +d ,a +3d .据题意得,(a -3d )2+(a -d )2+(a +d )2+(a +3d )2=94⇒2a 2+10d 2=47.① 又(a -3d )(a +3d )=(a -d )(a +d )-18⇒8d 2=18⇒d =±32代入①得a =±72.故所求四数为8,5,2,-1或1,-2,-5,-8或-1,2,5,8或-8,-5,-2,1.10.已知数列{a n }满足a n +1=1+a n3-a n (n ∈N *),且a 1=0.(1)求a 2,a 3的值; (2)是否存在一个实常数λ,使得数列⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫1a n -λ为等差数列,请说明理由.解 (1)因为a 1=0,a n +1=1+a n3-a n(n ∈N *),所以a 2=1+a 13-a 1=1+03-0=13,a 3=1+a 23-a 2=1+133-13=12.(2)假设存在一个实常数λ, 使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -λ为等差数列, 则1a 1-λ,1a 2-λ,1a 3-λ成等差数列, 所以2a 2-λ=1a 1-λ+1a 3-λ, 所以213-λ=10-λ+112-λ,解之得λ=1.因为1a n +1-1-1a n -1=11+a n3-a n-1-1a n -1=3-a n2(a n -1)-1a n -1=1-a n 2(a n -1)=-12, 又1a 1-1=-1,所以存在一个实常数λ=1,使得数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1a n -λ是首项为-1,公差为-12的等差数列.B 级:能力提升练1.已知两个等差数列5,8,11,…和3,7,11,…都有100项,则这两个数列中有多少个共同的项?解 设用两数的公共项组成的新数列为{a n },则{a n }是首项为11的等差数列,而两个数列公差分别为3和4,则{a n }的公差为d =3×4=12.∴a n =11+(n -1)×12=12n -1.数列5,8,11,…与3,7,11,…第100项分别为302与399. ∴a n ≤302,即n ≤25.25. ∴所给数列有25个共同的项.2.设各项均为正数的无穷数列{a n }和{b n }满足:对任意n ∈N *都有2b n =a n+a n +1且a 2n +1=b n b n +1.(1)求证:{b n }是等差数列;(2)设a 1=1,a 2=2,求{a n }和{b n }的通项公式. 解 (1)证明:a 2n +1=b n b n +1得a n +1=b n b n +1,∴a n =b n -1b n 代入2b n =a n +a n +1, 得2b n =b n -1b n +b n b n +1, ∴2b n =b n -1+b n +1,∴{b n }是等差数列.(2)由a 1=1,a 2=2得b 1=a 1+a 22=32.又由a 2n +1=b n b n +1得a 22=b 1b 2,∴b 2=a 22b 1=83,∴b 1=32=62,b 2=83=263.∴{b n }的公差d =b 2-b 1=66. ∴b n =62+(n -1)·66=66(n +2), ∴b n =16(n +2)2,∴a 2n =b n -1b n =16(n +1)2·16(n +2)2, ∴a n =16(n +1)(n +2).。
等差数列(导学案)●教学目标(1)理解并掌握等差数列的概念(2)掌握等差数列的通项公式及应用●教学重点等差数列的概念,等差数列的通项公式。
●教学难点等差数列的性质●教学过程Ⅰ.课题导入【问题情境】1.观察下列几组数列;(1) 从0开始,每隔5数一次,可以得到数列:0,5,,, ,…(2 ) 4,5,6,7,8,9……..(3) 3,0,-3,-6,-9…….(4) -2,-4,-6,-8……..你能发现这几组数列各项之间有什么关系?2.试猜想下列几组数列的规律并完成填空:观察下面数列的特点,用适当的数字填空:(1)5,10,15,(),25,30(2)-4,-2,(),2,(),6(3)20,16,(),8,4,0(4)18,(),12,9,6,3,(5)0.5,0.5,(),0.5,0.5, 0.5【学生探究】上述几组数列有什么共同点?Ⅱ.讲授新课1.等差数列:一般地,如果一个数列从起,每一项与它的前一项的差都等于,那么这个数列就叫做等差数列。
这个常数叫做等差数列的公差,公差常用字母d表示。
(1)判断下列数列是否是等差数列①1,2,22,23,…,263②1,2,3,4,…,50③15,5,16,16,28④0,10,20,30,…,1000(2)判断下列两个小题的对错:① 数列5,3,1,-1,-3是公差为-2的等差数列。
② x,x-1,x-2,x-3是公差为x-1的等差数列。
根据等差数列的概念,你能猜出等差数列的通项公式吗?例如:上面【问题情境】中2题(1)_________公差d=___(2)_________公差d=___(3)_________公差d=___(4)_________公差d=___(5)_________公差d=___2.通项公式【猜想】等差数列的通项公式与___有关?对等差数列怎样推导通项公式?如:(一)证 (二) (三)注意:①等差数列的通项公式从形式上看是关于n 的_____函数,当d ≠0时,是n 的____函数,当d=0时,是常数列。
等差数列(一)【教学目标】1.理解等差数列的定义.2.会推导等差数列的通项公式,能运用等差数列的通项公式解决一些简单的问题.3.掌握等差中项的概念,深化认识并能运用.【教学过程】一、创设情景教师首先提出问题:通过学生对课本的预习,让学生通过观看《等差数列(一)》课件“创设情境”部分,让学生与大家分享自己的了解。
通过让学生互相交流对几组数据的认识,教师自然地引出等差数列的定义.二、自主学习教材整理1 等差数列的含义阅读教材P36~P37思考上面倒数第二自然段,完成下列问题.1.等差数列的概念(1)文字语言:如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列,这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d表示.(2)符号语言:a n+1-a n=d(d为常数,n∈N*).2.等差中项(1)条件:如果a,A,b成等差数列.(2)结论:那么A叫做a与b的等差中项.(3)满足的关系式是a+b=2A.教材整理2 等差数列的通项公式阅读教材P37思考上面倒数第2行~P38,完成下列问题.1.等差数列的通项公式以a1为首项,d为公差的等差数列{a n}的通项公式a n=a1+(n-1)d.2.从函数角度认识等差数列{a n}若数列{a n}是等差数列,首项为a1,公差为d,则a n=f(n)=a1+(n-1)d=nd+(a1-d).(1)点(n,a n)落在直线y=dx+(a1-d)上;(2)这些点的横坐标每增加1,函数值增加d个单位.三、合作探究问题1 给出以下三个数列:(1)0,5,10,15,20;(2)4,4,4,4,…;(3)18,15.5,13,10.5,8,5.5.它们有什么共同的特征?提示:从第2项起,每项与它的前一项的差是同一个常数.问题2 观察所给的两个数之间,插入一个什么数后三个数就会成为一个等差数列:(1)2,4;(2)-1,5;(3)a ,b ;(4)0,0.提示:插入的数分别为3,2,a +b 2,0.问题3 对于等差数列2,4,6,8,…,有a 2-a 1=2,即a 2=a 1+2;a 3-a 2=2,即a 3=a 2+2=a 1+2×2;a 4-a 3=2,即a 4=a 3+2=a 1+3×2.试猜想a n =a 1+( )×2.提示:n -1探究点1 等差数列的概念例1 判断下列数列是不是等差数列?(1)9,7,5,3,…,-2n +11,…;(2)-1,11,23,35,…,12n -13,…;(3)1,2,1,2,…;(4)1,2,4,6,8,10,…;(5)a ,a ,a ,a ,a ,….提示:由等差数列的定义得(1),(2),(5)为等差数列,(3),(4)不是等差数列. 名师点评:判断一个数列是不是等差数列,就是判断该数列的每一项减去它的前一项差是否为同一个常数,但数列项数较多或是无穷数列时,逐一验证显然不行,这时可以验证a n +1-a n (n ≥1,n ∈N *)是不是一个与n 无关的常数.探究点2 等差中项例2 在-1与7之间顺次插入三个数a ,b ,c 使这五个数成等差数列,求此数列. 提示:∵-1,a ,b ,c,7成等差数列,∴b 是-1与7的等差中项,∴b =-1+72=3. 又a 是-1与3的等差中项,∴a =-1+32=1. 又c 是3与7的等差中项,∴c =3+72=5. ∴该数列为-1,1,3,5,7.名师点评:在等差数列{a n }中,由定义有a n +1-a n =a n -a n -1(n ≥2,n ∈N *),即a n =a n +1+a n -12,从而由等差中项的定义知,等差数列从第2项起的每一项都是它前一项与后一项的等差中项.探究点3 等差数列通项公式的求法及应用命题角度1 基本量(a ,d )例3 在等差数列{a n }中,已知a 6=12,a 18=36,求通项公式a n .提示:由题意可得⎩⎪⎨⎪⎧ a 1+5d =12,a 1+17d =36.解得d =2,a 1=2.∴a n =2+(n -1)×2=2n .名师点评:像本例中根据已知量和未知量之间的关系,列出方程求解的思想方法,称为方程思想.命题角度2 等差数列的实际应用例4 某市出租车的计价标准为1.2元/km ,起步价为10元,即最初的4km(不含4km)计费10元,如果某人乘坐该市的出租车去往14km 处的目的地,且一路畅通,等候时间为0,那么需要支付多少车费?提示:根据题意,当该市出租车的行程大于或等于4km 时,每增加1km ,乘客需要支付1.2元.所以,可以建立一个等差数列{a n }来计算车费.令a 1=11.2,表示4km 处的车费,公差d =1.2,那么当出租车行至14km 处时,n =11,此时需要支付车费a 11=11.2+(11-1)×1.2=23.2(元).即需要支付车费23.2元.名师点评:在实际问题中,若一组数依次成等数额增长或下降,则可考虑利用等差数列方法解决.在利用数列方法解决实际问题时,一定要分清首项、项数等关键问题.四、当堂检测1.已知等差数列{a n }的通项公式a n =3-2n ,则它的公差d 为( )A .2B .3C .-2D .-32.已知在△ABC 中,三内角A ,B ,C 成等差数列,则角B 等于( )A .30°B .60°C .90°D .120°3.等差数列{a n }中,已知a 1=13,a 2+a 5=4,a n =33,求n 的值. 提示:3.解 ∵a 2+a 5=(a 1+d )+(a 1+4d )=2a 1+5d =4,∴d =23. ∴a n =13+(n -1)×23=23n -13. 由a n =23n -13=33, 解得n =50.五、课堂小结本节课我们学习过哪些知识内容?提示:1.判断一个数列是不是等差数列的常用方法:(1)a n +1-a n =d (d 为常数,n ∈N *)⇔{a n }是等差数列;(2)2a n +1=a n +a n +2(n ∈N *)⇔{a n }是等差数列;(3)a n =kn +b (k ,b 为常数,n ∈N *)⇔{a n }是等差数列.但若要说明一个数列不是等差数列,则只需举出一个反例即可.2.由等差数列的通项公式a n =a 1+(n -1)d 可以看出,只要知道首项a 1和公差d ,就可以求出通项公式,反过来,在a 1,d ,n ,a n 四个量中,只要知道其中任意三个量,就可以求出另一个量.六、课例点评等差数列作为第一个深入研究的特殊数列要体现研究问题的完整性,应创设学生独立思考、解决问题的教学环境,避免给出定义,给出公式,给出过程,给出思想,否则等比数列的研究将很难提升。
第二章数列2.2等差数列一、学习目标1.理解等差解数列的定义和通项公式,会判断数列是否是等差数列,并会应用通项公式解决问题。
2.理解等差中项的定义,会应用等差中项的性质解决问题。
【重点、难点】等差数列的概念和通项公式,等差中项的性质二、学习过程【导入新课】1.等差数列的定义:a n= _________.3.等差中项若______成等差数列,则A叫a与b的等差中项,且A=_____.【典型例题】例1.在等差数列{a n}中,a2=5,a6=17,则a14=( )A.45B.41C.39D.37例2.一个各项都是正数的无穷等差数列{a n},a1和a3是方程x2-8x+7=0的两个根,求它的通项公式.例3.已知等差数列{a n}中,a2与a6的等差中项为5,a3与a7的等差中项为7,则a n=__________.【变式拓展】1.在等差数列{a n}中,已知a3+a8=10,则3a5+a7=( )A.10 B.18 C.20 D.282.在-1与7之间顺次插入三个数a,b,c,使这五个数成等差数列,此等差数列的公差d为____________.三、总结反思(1)通项公式的作用:根据通项公式,在a1,a n,d,n中知道任何三个可求另一个,也可用于等差数列的判断.等差数列的通项公式可变形为a n=dn+(a1-d),当d≠0时可把a n看作自变量为n的一次函数.(2)等差数列的单调性(1)当公差d<0时,等差数列为递减数列.(2)当公差d=0时,等差数列为常数列.(3)当公差d>0时,等差数列为递增数列.四、随堂检测1.在等差数列{a n}中,已知a1=2,a7=-4,则公差d= .2.已知首项a1=1,公差d=-2的等差数列{a n},当a n=-27时,n= .3.x-1与y+1的等差中项为5,则x+y= .4.等差数列{a n}的前三项依次为x,2x+1,4x+2,则它的第5项为.。
必修五等差数列的性质【学习目标 】1、加深理解等差数列的概念,熟练掌握等差数列的通项公式。
2、掌握等差中项的概念,并能利用其性质解决相关问题。
3、进一步体会函数与数列的关系,并能用函数的方法解决相关等差数列的问题。
【重点和难点 】教学重、难点: 1、掌握等差数列的性质。
2、灵活运用等差数列的性质解决相关问题。
【使用说明及学法指导 】1. 先预习课本 P 36—P 39 内容,然后开始做导学案。
2. 将预习中不能解决的问题标出来,以便课上交流讨论。
预习案一.问题导学等差数列的性质有哪些 ?如何证明 ?二.知识梳理(1) 在 a 与 b 中间插入一个数 A ,使 a , A , b 成等差数列,那么A 称为, A=.〔 2〕假设 m np q m, n, p, q N,那么 ;当 p = q 时,那么。
〔 3〕下标为等差数列的项 a k , a k m , a k 2 m,,仍组成 数列;〔4〕数 a n b 〔 , b 为常数〕仍为 数列;〔5〕 a n 和 b n 均为等差数列,那么 a n b n 也为数列;,〔 6〕a n 的公差为 d ,那么:① d 0a n 为数列;② da n 为数列;③ d 0a n为;〔递增,递减,常数列〕三 . 预习自测1. 等差数列 a n 中, a 3 50 , a 5 30 ,那么 a 7.2. 等差数列a n 中, a 3a 5 24, a 2 3 ,那么 a 6.3. 在等差数列 a n 中, a 1 3a 8a15 60, 那么 2a 9a 10 值为. 4. ABC 中,角 A,B,C 成等差数列,那么 tanB=________.5. 求以下两个数的等差中项〔 1〕 5 2,5 2 ; 〔 2〕 a 2b,3 a 4b四 . 我的疑问:探究案一. 合作探究5探究 1.等差数列性质的根本应用例 1:在等差数列a n中, a5a6a715,a5 .a6 .a7 =45, 求数列 a n的通项公式。
高中数学数列教案:等差数列精选4篇(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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2.2 等差数列(一)教学目标1.知识与技能:通过实例,理解等差数列的概念;探索并掌握等差数列的通项公式;能在具体的问题情境中,发现数列的等差关系并能用有关知识解决相应的问题;体会等差数列与一次函数的关系。
2. 过程与方法:让学生对日常生活中实际问题分析,引导学生通过观察,推导,归纳抽象出等差数列的概念;由学生建立等差数列模型用相关知识解决一些简单的问题,进行等差数列通项公式应用的实践操作并在操作过程中,通过类比函数概念、性质、表达式得到对等差数列相应问题的研究。
3.情态与价值:培养学生观察、归纳的能力,培养学生的应用意识。
(二)教学重、难点重点:理解等差数列的概念及其性质,探索并掌握等差数列的通项公式;会用公式解决一些简单的问题,体会等差数列与一次函数之间的联系。
难点:概括通项公式推导过程中体现出的数学思想方法。
(三)学法与教学用具学法:引导学生首先从四个现实问题(数数问题、女子举重奖项设置问题、水库水位问题、储蓄问题)概括出数组特点并抽象出等差数列的概念;接着就等差数列的特点,推导出等差数列的通项公式;可以用多种方法对等差数列的通项公式进行推导。
教学用具:投影仪(四)教学设想[创设情景]上节课我们学习了数列。
在日常生活中,人口增长、教育贷款、存款利息等等这些大家以后会接触得比较多的实际计算问题,都需要用到有关数列的知识来解决。
今天我们就先学习一类特殊的数列。
[探索研究]由学生观察分析并得出答案:(放投影片)在现实生活中,我们经常这样数数,从0开始,每隔5数一次,可以得到数列:0,5,____,____,____,____,……2012年,在伦敦举行的奥运会上,女子举重项目共设置了7个级别。
其中较轻的4个级别体重组成数列(单位:kg):48,53,58,63。
水库的管理人员为了保证优质鱼类有良好的生活环境,用定期放水清理水库的杂鱼。
如果一个水库的水位为18cm,自然放水每天水位降低2.5m,最低降至5m。
那么从开始放水算起,到可以进行清理工作的那天,水库每天的水位组成数列(单位:m):18,15.5,13,10.5,8,5.5我国现行储蓄制度规定银行支付存款利息的方式为单利,即不把利息加入本金计算下一期的利息。
按照单利计算本利和的公式是:本利和=本金×(1+利率×寸期).例如,按活期思考:同学们观察一下上面的这四个数列:0,5,10,15,20,…… ①48,53,58,63 ②18,15.5,13,10.5,8,5.5 ③10 072,10 144,10 216, 10 288,10 360 ④看这些数列有什么共同特点呢? (由学生讨论、分析)引导学生观察相邻两项间的关系,得到:对于数列①,从第2项起,每一项与前一项的差都等于 5 ;对于数列②,从第2项起,每一项与前一项的差都等于 5 ;对于数列③,从第2项起,每一项与前一项的差都等于 -2.5 ;对于数列④,从第2项起,每一项与前一项的差都等于 72 ;由学生归纳和概括出,以上四个数列从第2项起,每一项与前一项的差都等于同一个常数(即:每个都具有相邻两项差为同一个常数的特点)。
[等差数列的概念]对于以上几组数列我们称它们为等差数列。
请同学们根据我们刚才分析等差数列的特征,尝试着给等差数列下个定义:等差数列:一般地,如果一个数列从第2项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,那么这个数列就叫做等差数列。
这个常数叫做等差数列的公差,公差通常用字母d 表示。
那么对于以上四组等差数列,它们的公差依次是5,5,-2.5,72。
提问:如果在a 与b 中间插入一个数A ,使a ,A ,b 成等差数列数列,那么A 应满足什么条件?由学生回答:因为a ,A ,b 组成了一个等差数列,那么由定义可以知道:A-a=b-A所以就有 2b a A += 由三个数a ,A ,b 组成的等差数列可以看成最简单的等差数列,这时,A 叫做a 与b 的等差中项。
不难发现,在一个等差数列中,从第2项起,每一项(有穷数列的末项除外)都是它的前一项与后一项的等差中项。
如数列:1,3,5,7,9,11,13…中5是3和7的等差中项,1和9的等差中项。
9是7和11的等差中项,5和13的等差中项。
看来,73645142,a a a a a a a a +=++=+从而可得在一等差数列中,若m+n=p+q则 q p n m a a a a +=+[等差数列的通项公式]对于以上的等差数列,我们能不能用通项公式将它们表示出来呢?这是我们接下来要学习的内容。
⑴、我们是通过研究数列}{n a 的第n 项与序号n 之间的关系去写出数列的通项公式的。
下面由同学们根据通项公式的定义,写出这四组等差数列的通项公式。
由学生经过分析写出通项公式:① 这个数列的第一项是5,第2项是10(=5+5),第3项是15(=5+5+5),第4项是20(=5+5+5+5),……由此可以猜想得到这个数列的通项公式是n a n 5=② 这个数列的第一项是48,第2项是53(=48+5),第3项是58(=48+5×2),第4项是63(=48+5×3),由此可以猜想得到这个数列的通项公式是)1(548-+=n a n③ 这个数列的第一项是18,第2项是15.5(=18-2.5),第3项是13(=18-2.5×2),第4项是10.5(=18-2.5×3),第5项是8(=18-2.5×4),第6项是5.5(=18-2.5×5)由此可以猜想得到这个数列的通项公式是)1(5.218--=n a n④ 这个数列的第一项是10072,第2项是10144(=10172+72),第3项是10216(=10072+72×2),第4项是10288(=10072+72×3),第5项是10360(=10072+72×4),由此可以猜想得到这个数列的通项公式是)1(7210072-+=n a n⑵、那么,如果任意给了一个等差数列的首项1a 和公差d ,它的通项公式是什么呢? 引导学生根据等差数列的定义进行归纳: ,12d a a =-,23d a a =-,34d a a =-…所以 ,12d a a +=,23d a a +=,34d a a +=……思考:那么通项公式到底如何表达呢?,12d a a +=,2)(123d a d d a d a a +=++=+=,3)2(134d a d d a d a a +=++=+=(n-1)个等式……得出通项公式:由此我们可以猜想得出:以1a 为首项,d 为公差的等差数列}{n a 的通项公式为:d n a a n )1(1-+=也就是说,只要我们知道了等差数列的首项1a 和公差d ,那么这个等差数列的通项n a 就可以表示出来了。
选讲:除此之外,还可以用迭加法和迭代法推导等差数列的通项公式:(迭加法): }{n a 是等差数列,所以 ,1d a a n n =--,21d a a n n =---,32d a a n n =---……,12d a a =-两边分别相加得 ,)1(1d n a a n -=-所以 d n a a n )1(1-+=(迭代法):}{n a 是等差数列,则有 d a a n n +=-1d d a n ++=-2d a n 22+=-d d a n 23++=-d a n 33+=-……d n a )1(1-+=所以 d n a a n )1(1-+=[例题分析]例1、⑴求等差数列8,5,2,…的第20项.⑵-401是不是等差数列-5,-9,-13,…的项?如果是,是第几项?分析:⑴要求出第20项,可以利用通项公式求出来。
首项知道了,还需要知道的是该等差数列的公差,由公差的定义可以求出公差;⑵这个问题可以看成是上面那个问题的一个逆问题。
要判断这个数是不是数列中的项,就是要看它是否满足该数列的通项公式,并且需要注意的是,项数是否有意义。
解:⑴由1a =8,d=5-8=-3,n=20,得49)3()121(820-=-⨯-+=a⑵由1a =-5,d=-9-(-5)=-4,得这个数列的通项公式为,14)1(45--=---=n n a n 由题意知,本题是要回答是否存在正整数n,使得-401=-4n-1成立。
解这个关于n 的方程,得n=100,即-401是这个数列的第100项。
例题评述:从该例题中可以看出,等差数列的通项公式其实就是一个关于n a 、1a 、d 、n (独立的量有3个)的方程;另外,要懂得利用通项公式来判断所给的数是不是数列中的项,当判断是第几项的项数时还应看求出的项数是否为正整数,如果不是正整数,那么它就不是数列中的项。
(放投影片)例2.某市出租车的计价标准为1.2元/km ,起步价为10元,即最初的4km (不含4千米)计费10元。
如果某人乘坐该市的出租车去往14km 处的目的地,且一路畅通,等候时间为0,需要支付多少车费?解:根据题意,当该市出租车的行程大于或等于4km 时,每增加1km ,乘客需要支付1.2元.所以,我们可以建立一个等差数列}{n a 来计算车费.令1a =11.2,表示4km 处的车费,公差d=1.2。
那么当出租车行至14km 处时,n=11,此时需要支付车费)(2.232.1)111(2.1111元=⨯-+=a答:需要支付车费23.2元。
例题评述:这是等差数列用于解决实际问题的一个简单应用,要学会从实际问题中抽象出等差数列模型,用等差数列的知识解决实际问题。
(放投影片)思考例题:例3 已知数列}{n a 的通项公式为,q pn a n +=其中p 、q 为常数,且p ≠0,那么这个数列一定是等差数列吗?分析:判定}{n a 是不是等差数列,可以利用等差数列的定义,也就是看1--n n a a (n >1)是不是一个与n 无关的常数。
解:取数列}{n a 中的任意相邻两项1-n n a a 与(n >1),求差得 p q p pn q pn q n p q pn a a n n =+--+=+--+=--](])1{[)(1它是一个与n 无关的数.所以}{n a 是等差数列。
课本左边“旁注”:这个等差数列的首项与公差分别是多少?这个数列的首项p d q p a =+=公差,1。
由此我们可以知道对于通项公式是形如q pn a n +=的数列,一定是等差数列,一次项系数p 就是这个等差数列的公差,首项是p+q. 例题评述:通过这个例题我们知道判断一个数列是否是等差数列的方法:如果一个数列的通项公式是关于正整数n 的一次型函数,那么这个数列必定是等差数列。
[探究]引导学生动手画图研究完成以下探究:⑴在直角坐标系中,画出通项公式为53-=n a n 的数列的图象。