基于数学史的等差数列前n项和教学设计
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最后, 教师可 以将 《 张丘建算经》 中的解法出示 给学生:“ 置今织尺数, 以一月 日 而一, 所得, 倍 之. 又倍初 日尺数, 减之, 余为实.以一月 日 数.
个 兄弟分 10 0 两银子, 长兄最多, 依次减少相同 数目 .现知第八 兄弟分得 6 问相邻两兄弟相 两, 差多少? 】 【 2
约成书于公元 1 世纪的 《 九章算术》 衰分章、 均输章、盈不足章中都有许多等差数列问题. 为
适应学生学 习状况, 教师可 以选择其 中的问题, 必要的时候对有些问题稍加修改.比如, 出示例
初一 日减之为法, 实如法而一. ”在与引例 2 解法 比较的过程中, 让学生体会文字解法的复杂与晦
由于学生对高斯求和问另外在解决此题时可以引导学生设想有题较为熟悉钢管垛堆问题借助图形比较直观两个女织工一个善织一个不善织刚好与善织因此这两个引例的安排是比较适当的
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20 年第 2 08 期
数 学教学
2毒 一3
基于数学史 的等差数列前仡 项和教学设计
教师进 一步利用数列通项公式 a = a + l
数列的求和 问题来源于生产、 生活实践的 需要. 等差数列的求和在 中国, 最早见于 《 九章 算术》 .在该书盈不足章第1题 的注释里, 9 刘徽
率先使用捷法求等差数列的总和. 在南北朝时的 《 张丘建算经》( 成书于公元五世纪) 也记载了等 差数列求和, 该书通 过 5 " 4 例子, 分别给出了求
一
在《 九章算术》 的衰分、均输、盈不足等章 中, 载有六个等差数列问题.刘徽在 《 共 九章算 术注》 创造 了下列有关等差数列求和的计算 中,
【 引例1 “ 】 高斯求和” 问题或“ 求钢管总数” 问
题.引导学生理解求等差数 列前 n项和的‘ 序 ‘ 逆 相加法’ ’ 的基本原理, 出公式s 得 = 一 _ .
例1 (九章算术》 均输章, 7 《 , 第1 题改编) 今有金棰, 长五尺. 斩本一尺, 四斤; 重 斩末一尺
重二斤. 问金棰重几何? I 1 J 原 问题为“ 问次一尺各重几何? .改编的 目 ” 的是加强学生对利用 “ 逆序相 加法” 推导公式过 程的理解与对公式的运用, 以及提高将文字题转 化为数学符号题 的能力.由学生 自行将 问题转
( d, ) n
d.
Sn= a n+ l
虽然古代埃及、巴比伦、印度等许多民族也 都研 究过等差数列, 但都没有得出比较完整的计 算公式. 直到公元七世纪, 印度天文学家、 古代 数
例2( 】 公元五世纪,《 张丘建算经》 第2 , 3
题) : 今有女不善织, 日减功迟. 日织五尺, 日 初 末 织一尺, 今三十 日织讫. 问织几何【. ¨ 此题设计 目的是再次利用 “ 逆序相加 ’ 求等
21 21 1 6江苏 省徐州高 等师范 校( 东师范 学 华 大学数学系 0 教育硕士 25 0 )王 俊辉
关于等差数列前 n 项的和, 现行人教版教材 是 以“ 高斯求和” 问题作 为引例, 苏教版则 以 而 “ 求钢管垛堆总数’ ’ 问题作 为引例.两者在推导 “ 等差数列前 n 项和” 的公式时, 都采用了等差数 列首尾项结合的办法. 由于学生对“ 高斯求和” 问 题较为熟悉,钢 管垛堆” ‘ 问题借助图形比较直观, 因此, 这两个引例 的安排是 比较适当的. 在推导 出公式后, 接下来 的安 排都是公式的变式应用, 我们采用历史名题, 不仅仅是公式的变化应用,
涩难懂, 符号表 示的简洁与便利, 从而体会数学 符号化对现代数学发展的促进作用. 当然, 也要
引导学生对中国古代数学成就表示欣赏, 并持有
一
份敬 意 . பைடு நூலகம்
在大英博物馆收藏 的莱 因得纸草书 ( 约公元
1 对学生进行公式的直接运用训练.
前 1 5 年) 载有这样两个等差数列: 6 0 上, 例4 ( 公式的变式运用, 约公元前 15 年, 60
而且是让学生了解数学史 中等差数列的发展, 引
n一1 完成对公式 : ) d
的变形
: 0+ 一 d并 导 生 解 公 n1 ,引 学 理 两 式
的意 义 .
另外, 在解决此题时, 以引导学生设想有 可
发学生用所学的知识对前人的解法进行 思考与 探究, 激发学 生的学 习兴趣, 学会将文字叙述题 转化为数学符号表示的问题.
1 情景创设及公式推导 .
两个女织工, 一个善织, 一个不善织 ( 刚好与善织 者相 反) .两人同时织布, 由于一个 “ 日减功迟” , 个“ 日益功疾” 那么两人每天共同织布量是保 , 持不变 的.用这样的故 事说 明公式的形成过程, 人物鲜活, 情节生动形象. 从这个意义上理解公 式, 以取得事半功倍的效果. 可
中国古代文物或文献中, 有关等差数列的内
公式 ( 还有两个通项公式) :
=
,
=
容十分丰富. 许多著名算书如 《 周髀算经》 《 、 九 章算术》 《 、 孙子算经》 《 、 张邱建算 经》以及 《 前汉书》 (t 、 < 唐书》 l i 等书中, 载有许多很有 都
趣味的数列问题.
2 例题学 习与知识运 用 .
后, 由学生将此题转化为“ 已知等差数列为{ , 0)
a =5 ao= 1 求 ¥ o, l ,3 , 3” 教师要 引导学生学会 寻找解决问题必需的条件, 如此题 中的n .为验 证求等差数列的‘ ‘ 逆序相加法” 教师可 出示 《 , 张 丘建算经》 上给出的解法:“ 并初、末 日尺数 , 半 之, 以乘织讫 日数, 余 即得. ”
公差、总和、项数 的一般 步骤. 在外国数学发展
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的早期也有许多人研 究过数列这一课题. 例如, 在古巴比伦晚期的泥板文书中, 有按级数递减分 物的等差数列问题, 其中有一个问题大意是:0 1
差数列的前 n 和. 先, 项 首 引导学生读题, 教师 对“ 日减功迟” 讫 ” 、‘ 等词语给予必要的解释. 然
学家婆罗门笈多 (rh g pa才得出求通项 B amau t) 及求和的计算公式, 至少 比刘徽迟 了三百年! 这 因此, 徽的贡献 在中国数学史上是空前巨大 刘
的1