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等差数列详细教案(两个小时的教学)

课 题等差数列学习内容与过程引入1.某树农决定种树,第一天种了5棵,他决定从今天起每天种10棵树,那么从今天开始,地里的树逐日增加,依次为:5,15,25,35,… (问:多少天后地里的树达到3000?)2.小芳觉得自己英语成绩很棒,她目前的单词量多达3000她打算从今天起不再背单词了,结果不知不觉地每天忘掉5个单词,那么从今天开始,她的单词量逐日递减,依次为:3000,2995,2990,2985,…(问:多少天后她那3000个单词全部忘光?)从上面两例中,我们分别得到两个数列① 5,15,25,35,… 和 ② 3000,2995,2990,2980,…仔细观察一下,看看以上两个数列有什么共同特征??——共同特征:从第二项起,每一项与它前面一项的差等于同一个常数,即——等差数列 知识点1.等差数列:一般地,如果一个数列从第二项起,每一项与它前一项的差等于同一个常数,这个数列就叫做等差数列,这个常数就叫做等差数列的公差(常用字母“d ”表示) (1)R d ∈(2)公差d 一定是由后项减前项所得,而不能用前项减后项来求;(3)对于数列{n a },若n a -1-n a =d (常数,n ≥2,n ∈N +),或者1+n a -n a =d (常数,n ≥1,n ∈N +)则此数列是等差数列,d 为公差——此方法可以求d 或者证明该数列是等差数列。

(4)若d=0,数列为常数数列;0〉d 时,数列为递增数列;0〈d 时,数列为递减数列; 例1 判断下列数列是否是等差数列:(1)2,4,6,8,...,2(n-1),2n ; (2)1,1,2,3,...,n2.等差数列的通项公式:d n a a n )1(1-+=【或=n a d m n a m )(-+】(1)等差数列定义是由一数列相邻两项之间关系而得若一等差数列{}n a 的首项是1a ,公差是d ,则据其定义可得:d a a =-12即:d a a +=12d a a =-23即:d a d a a 2123+=+= d a a =-34即:d a d a a 3134+=+=……由此归纳等差数列的通项公式可得:d n a a n )1(1-+=(2)等差数列的通项公式n a 是关于三个基本量1a ,d 和n 的表达式,所以由首项1a 和公差d 便可求出数列中的任意一项如数列①1,2,3,4,5,6; n n a n =⨯-+=1)1(1(1≤n ≤6)数列②10,8,6,4,2,…; n n a n 212)2()1(10-=-⨯-+=(n ≥1) 数列③;,1,54;53,52;51 551)1(51nn a n =⨯-+=(n ≥1) 由上述关系还可得:d m a a m )1(1-+= 即:d m a a m )1(1--=则:=n a d n a )1(1-+=d m n a d n d m a m m )()1()1(-+=-+-- 即第二通项公式 =n a d m n a m )(-+ ∴ d=nm a a nm --如:d a d a d a d a a 43212345+=+=+=+=(3)(先举例说明)等差数列的通项公式可以推广为d m n a a m n )(-+=,由此可知等差数列中的任意两项,就可以求出其他的任意一项(4)有几种方法可以计算公差d :① d=n a -1-n a ② d =11--n a a n ③ d =mn a a mn -- 例2 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?解:⑴由35285,81-=-=-==d a ,n=20,得49)3()120(820-=-⨯-+=a ⑵由4)5(9,51-=---=-=d a ,得数列通项公式为:)1(45---=n a n由题意可知,本题是要回答是否存在正整数n ,使得)1(45401---=-n 成立解之得n=100,即-401是这个数列的第100项变式1:已知等差数列{}n a :3,7,11,15,...,求:(1)135,4m+19(*∈N m )是{}n a 中的项吗?并说明理由;(2)若m a ,t a (*∈N t m 、)是数列{}n a 中的项,则2m a +3t a 是数列{}n a 中的项吗?为什么变式2:在等差数列{}n a 中,已知105=a ,3112=a ,求1a ,d ,n a a ,20解法一:∵105=a ,3112=a ,则 ⎩⎨⎧=+=+311110411d a d a ⇒⎩⎨⎧=-=321d a ∴53)1(1-=-+=n d n a a n 5519120=+=d a a解法二:∵3710317512=⇒+=⇒+=d d d a a∴5581220=+=d a a 53)12(12-=-+=n d n a a n小结:第二通项公式 d m n a a m n )(-+= 3.等差数列的性质(1)0〉d 时,数列为递增数列;0〈d 时,数列为递减数列;若d=0,数列为常数数列; (2)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?由定义得A-a =b -A ,即:2b a A +=;反之,若2ba A +=,则A-a =b -A 。

由此可得:,,2b a ba A ⇔+=A 成等差数列 定义:若a ,A ,b 成等差数列,那么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 +=++=+性质:在等差数列中,若m+n=p+q ,则q p n m a a a a +=+ 即 m+n=p+q ⇒q p n m a a a a +=+ (m, n, p, q ∈N )但通常 ①由q p n m a a a a +=+ 推不出m+n=p+q ,②n m n m a a a +=+ 推广1:若数列{}n a 为等差数列,则有i n i n n a a a a a a -+=-++=+1...121 推广2:若数列{}n a 为等差数列,2nm +=k ,则有k n m a a a 2=+ (3)若数列{}n a 为等差数列,则数列{}n a λ(其中λ为常数)也为等差数列,其公差是λd 若数列{}n a 为等差数列,则数列{}b a n +(其中b 为常数)也为等差数列,其公差是d 若数列{}n a 为等差数列,则数列{}b a n +λ(其中λ、b 为常数)也为等差数列,其公差是λd(4)若数列{}n a 为等差数列,则下标成等差数列且公差为m 的项),(,,,...2*++∈N m k a a a m k m k k 组成了公差为md 的等差数列(5)若数列{}n a 为等差数列,{}n b 为公差是t 的等差数列,则{}n n b a ±和{}n n b ka +(k 为常数)也是等差数列,其公差分别为d ±t ,kd+t(6)项数间隔相等或连续等长的片段和仍构成等差数列。

例如:531,,a a a ,...构成等差数列;再如:321a a a ++,654a a a ++,987a a a ++,...也构成了等差数列 例3 在等差数列{}n a 中,若76543a a a a a ++++=450,求82a a +变式1 在等差数列{}n a 中,1679=+a a ,4a =1,则12a 的值为 变式2 已知{}n a 为等差数列,20,86015==a a ,求75a 的值4. 判断一个数列为等差数列的方法(1)定义法:n a -1-n a =d (常数,n ≥2,n ∈N +)⇔{}n a 为等差数列(2)等差中项法,也称递推法:n n n a a a 211=+-+(n ≥2,n ∈N +)⇔{}n a 为等差数列(3)通项法:n a 为n 的一次函数⇔{}n a 为等差数列 注意:证明一个数列为等差数列只能通过定义法与等差中项法例4 已知数列{}n a 的通项公式为n a =为常数)且q p R q p qn pn ,,,(2∈+,问:(1)当p 和q 满足什么条件时,数列{}n a 是等差数列?(2)求证:对任意实数p 和q ,数列{}n n a a -+1是等差数列变式:已知数列{}n a 满足21),2(44,411-=≥-==-n n n n a b n a a a 令;(1)求证:数列{}n b 是等差数列;(2)求数列{}n a 的通项公式5. 等差数列的设项方法(1)通项法:设数列的通项公式,即设n a =*∈-+N n d n a ()1(1) 例5 等差数列{}n a 的公差d ≠0,试比较94a a 与76a a 的大小关系(2)对称设:若所给等差数列为2n 项,则可设为:d n a )12(--,...,d a 3-,d a -,d a +,d a 3+,...,d n a )12(-+,此数列的公差为2d ;若所给等差数列为2n+1项,则可设为:d n a )1(--,...,d a -,a ,d a +,...,d n a )1(-+,此数列的公差为d ;例6 已知三个数成等差数列并且数列是递增的,它们的和为18,平方和为116,求这三个数变式: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:设四个数为d a d a d a d a 3,,,3++--则:⎩⎨⎧=+-=++++-+-40))((26)3()()()3(d a d a d a d a d a d a由①: 213=a 代入②得: 23±=d ,∴ 四个数为2,5,8,11或11,8,5,2. 6. 等差数列与一次函数的联系等差数列一次函数解析式 )(*∈+=N n b kn a n())0(≠+=k b kx x f不同点定义域为*N ,图像是一系列孤立的点(都在同一条直线上)定义域为R ,图像是一条直线相同点 其通项公式与函数解析式都是关于自变量的一次式,都是最简单的,也是最基本的(数列和函数)(1)把等差数列的通项公式n a =d n a )1(1-+化为n a =)(1d a nd -+,并与b kx y +=对照,知等差数列是特殊的一次函数,特殊在定义域为正整数集的子集,其图像是直线上的一些孤立的点,由斜率公式1212x x y y k --=,不难联想到d=),(n m N n m m n a a m n≠∈--*且,由此也可得到d m n a a m n )(-+=(2)等差数列是关于n 的一次函数(d=0时为常数数列),有关单调性、取值范围的问题,可结合已知条件利用通项公式,得到一个以1a 和d 为未知数的方程或不等式,利用函数、不等式的有关方法解决。

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