杨辉三角形

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有趣的杨辉三角形

【教学目的】

1.初步探索杨辉三角的基本性质及数字排列规律;

2.培养学生发现问题、提出问题、解决问题的能力,重点培养创新能力;

3.了解我国古今数学的伟大成就,增强爱国情感.

【教学手段】

课堂教学,以学生自学为主,教师引导探索。

【教学思路】

→学生自学教材,然后思考几个问题。

→分组探讨杨辉三角的性质。

→展示学生探究成果

→教学小结

【自学教材】;

1.什么是杨辉三角?

二项式(a+b)n展开式的二项式系数,当n依次取1,2,3...时,列出的一张表,叫做二项式系数表,因它形如三角形,南宋的杨辉对其有过深入研究,所以我们又称它为杨辉三角.(表1)

例如,它的兩項的係數是1和1;

,它的三項係數依次是1、2、1;

,它的四項係數依次1、3、3、1。

2.杨辉——古代数学家的杰出代表

杨辉,杭州钱塘人。中国南宋末年数学家,数学教育家.著作甚多,他编著的数学书共五种二十一卷,著有《详解九章算法》十二卷(1261年)、《日用算法》二卷、《乘除通变本末》三卷、《田亩比类乘除算法》二卷、《续古摘奇算法》二卷.其中后三种合称《杨辉算法》,朝鲜、日本等国均有译本出版,流传世界。

“杨辉三角”出现在杨辉编著的《详解九章算法》一书中,此书还说明表内除“一”以外的每一个数都等于它肩上两个数的和.杨辉指出这个方法出于《释锁》

算书,且我国北宋数学家贾宪(约公元11世纪)已经用过它,这表明

我国发现这个表不晚于11世纪.

在欧洲,这个表被认为是法国数学家物理学家帕斯卡首先发现的

(Blaise Pascal,1623年~1662年),他们把这个表叫做帕斯卡三角.这就

是说,杨辉三角的发现要比欧洲早500年左右,由此可见我国古代数学的成就是非常值得中华民族自豪的.

3.观察杨辉三角所蕴含的数量关系(表2)

4.杨辉三角基本性质

▲教学意图介绍杨辉三角蕴含的基本规律

(1)表中每个数都是组合数,第n 行的第r+1个数是)!

(!!r n r n C r n -=.(2)三角形的两条斜边上都是数字1,而其余的数都等于它肩上的两个数字相加,也

就是r n r n r n C C C 111---+=.

(3)杨辉三角具有对称性(对称美),即r n n r n C C -=.

(4)杨辉三角的第n 行是二项式(a+b )n 展开式的二项式系数,即

n n n r r n r n n n n n n b

C b a C b a C a C b a +++++=+-- 1110)(【自学引导】

杨辉三角有趣的数字排列规律

注意观察方法:横看、竖看、斜看、连续看、隔行看,从多种角度观察(横看成岭侧成峰,远近高低各不同!)

(1)杨辉三角的第1,3,7,15,...行,即第2K

-1(k 是正整数)行的各个数字

有什么特点?第2K 行呢?

第2K -1(k 是正整数)行的各个数字均为奇数.第2K 行除两端的1之外都是偶数

(2)杨辉三角第5行中,除去两端的数字1以外,行数5整除其余所有的数.你

能再找出具有类似性质的三行吗?这时的行数P是什么数?

如2,3,7,11等行.行数P是质数(素数)(3)计算杨辉三角中各行数字的和,看有何规律:

第n 行n

n n n n r n n n n C C C C C C 21210=+++++++-

(4)从杨辉三角中一个确定的数的“左(右)肩”出发,向右(左)上方作一条和左斜边平行的射线,在这条射线上的各数的和等于这个数.

例如:10=1+2+3+4,

20=1+3+6+10,...

于是有一般性结论:

一般地,在第m 条斜线上(从右上到左下)前n 个数字

的和,等于第m+1条斜线上的第n 个数.

根据这一性质,猜想下列数列的前n 项和:

1+1+1+...+1=(第1条斜线)

1+2+3+...+11-n C =(第2条斜线)

1+3+6+...+21-n C =3条斜线)

1+4+10+...+31-n C =4条斜线)...

1121+-++=++++r n r n r

r r

r r r C C C C C (第r+1条斜线)

(5)如图,写出斜线上各行数字的和,有什么规律?

1,1,2,3,5,8,13,21,34,...

此数列{a n }满足,a 1=1,a 2=1,

且a n =a n-1+a n-2(n≥3)

这就是著名的斐波那契数列(斐波那契,中世纪意大利数学

家,传世之作《算术之法》).

结论:斜线上各行数字的和,正好组成斐波那契数列.

(6)杨辉三角与“纵横路线图”

“纵横路线图”是数学中的一类有趣的问题.图1是某城市的部分街道图,纵横各有五条路,如果从A 处走到B 处(只能由北到南,由西向东),

我们把图顺时针转45度,使A 在正上方,B 在正下

方,然后在交叉点标上相应的杨辉三角数.有什么

有趣的结论

一般地,

每个交点上的杨辉三角数,就是从A 到达

该点的方法数.

由此看来,杨辉三角与纵横路线图问题有

天然的联系.

(7)计算11的1、2、3、……次幂,看一看与杨辉三角有什么有趣的联系?(8)杨辉三角与“堆垛术”(三角垛,正方垛,...)我国古代数学的伟大成就——堆垛术,学生自行探究

将圆弹堆成三角垛:底层是每边n 的三角形,向上逐层每边少一个圆弹,顶层是一个圆