幻灯片 1第二章 数 列
§2.3 等差数列的前n项和
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幻灯片 2有一次,老师和高斯经过
建筑工地,建筑工地上放
着一堆圆木,从上到下每
层的数目分别为1,2,3,
……,100 . 老师问:
高斯,你知道共有多少
根圆木吗?
问题就是:
计算1+ 2+ 3 +… + 99 + 100=?
创设情景
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幻灯片 3高斯的算法
计算: 1+ 2+ 3 +… + 99 + 100
高斯算法的高明之处在于他发现这100个数可以分为50组:
第一个数与最后一个数一组;
第二个数与倒数第二个数一组;
第三个数与倒数第三个数一组,……
每组数的和均相等,都等于101,50个101就等于5050了。高斯算法将加法问题转化为乘法运算,迅速准确得到了结果.
首尾配对相加法
中间的一组数是什么呢?
备注:
大家都知道这个算法,这从另一个角度表明这种方法的巧妙与高明!
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幻灯片 4n + (n-1) + (n-2) +…+ 2 +1
分析:这其实是求一个具体的等差数列前n项和.
①
②
启 发
倒序相加法
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幻灯片 5探 究
高斯的算法妙处在哪里?这种方法能够推广到一般等差数列的前n项和吗?
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幻灯片 6
合 作 探 究
已知等差数列{ an }的首项为a1,项数是n,第n项为an,求前n项和Sn .
如何才能将等式的右边化简?
①
②
思考:还有别的推导方法吗?
备注:
重点、难点突破。两法化简右式
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幻灯片 7已知等差数列{ an }的首项为a1,项数是n,第n项为an,求前n项和Sn .
+
+
+… +
①
②
另 解
①+ ②得
倒序相加法
备注:
我们还可以结合等差数列的通项公式来求。我们知道SN=,仍将这个式子右边的部分顺序颠倒,得另一个式子。首先看上面的式子,由通项公式》》
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幻灯片 8公 式 变 形
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幻灯片 9等差数列的前n项和的公式:
含a1 和d
求 和 公 式
含a1 和an
公式记忆
备注:
用文字语言表述公式一。引出另一个公式,另一种证明方法?可知sn是n的二次函数(放在教例3及探究讲)。知三求一,解释知三求二,让学生推导。
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幻灯片 10公 式 记 忆
对比:我们可结合梯形的面积公式来记忆等差数列前 n 项和公式.
a1
an
a1
a1
(n-1)d
将图形分割成一个平行四边形和一个三角形.
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幻灯片 11公 式 应用
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幻灯片 12例 题 讲 解
例1、2000年11月14日教育部下发了《关于在中小学实施“校校通”工程的通知》,某市据此提出了实施“校校通”工程的总目标:从2001年起用10年的时间,在全市中小学建成不同标准的校园网。据测算,2001年该市用于“校校通”工程的经费为500万元。为了保证工程的顺利实施,计划每年投入的资金都比上一年增加50万元。那么,从2001年起的未来10年内,该市在“校校通”工程中的总投入是多少?
分析:①找关键句;
②求什么,如何求?
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幻灯片 13解:依题意得,该市在“校校通”工程的经费每年比上一年增加50万元,所以每年投入的资金构成等差数列{an},且a1=500,d=50,n=10.
那么,到2010年(n=10),投入的资金总额为
答:从2001~2010年,该市在“校校通”工程中的总投入是7250万元.
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幻灯片 14例 题 点 评
解决实际问题的步骤:
(1)仔细阅读题目,审清题意;
(2)提取相关数学信息,建立数学模型(本题为等差数列模型);
(3)解决此数学模型所体现的数学问题(本题是根据首项和公差选择前n项和公式进行求解);
(4)还原问题(回到实际问题中作答)。
易错方面:
(1)审题不清(如:把前n项和与最后一项混淆)
(2)项数……
(3)忘记答或写单位
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幻灯片 15例 题 讲 解
例2、已知一个等差数列{an}的前10项的和是310,前20项的和是1220,由这些条件能确定这个等差数列的前n项和的公式吗?
分析:方程思想和前n项和公式相结合
解:由题意知:S10=310,S20=1220,将它们代入公式
得到
还有其它方法吗?
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幻灯片 16一 题 多 解
例2、已知一个等差数列{an}的前10项的和是310,前20项的和是1220,由这些条件能确定这个等差数列的前n项和的公式吗?
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幻灯片 17一 题 变 式
例2变式、已知一个等差数列{an}的前10项的和是310,前20项的和是1220,由这些条件能确定这个等差数列的前30项和的公式吗?
【另解】由等差数列的性质,可推得:
成等差数列
解得:前30项的和为2730 .
整体思想
点评:
上述方法没有列出方程求出具体的个别量,而是恰当地运用数学中的整体思想来快速求出,要注意体会这种思想在数学中的运用.
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幻灯片 18变 式 提 高
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幻灯片 19知 识 小 结
1.等差数列前n项和的公式;
2.等差数列前n项和公式的推导方法——
3.公式的应用 ;
(两个)
倒序相加法
(知三求一)
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幻灯片 20例 题 讲 解
当n >1时: ①
当n=1时:
也满足①式.
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幻灯片 21变 式 训 练
当n >1时:
①
当n=1时:
不满足①式.
点评:
分类讨论思想
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幻灯片 22 ● 如果一个数列 的前n项和为
其中p、q、r为常数,且p≠0,那么这个数列一定是等差数列吗?如果是,它的首项和公差是什么?
(1)若r≠0,则这个数列一定不是等差数列.
(2)若r=0,则这个数列一定是等差数列.
结论:数列是等差数列等价于
常数项为0的关于n的二次型函数
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幻灯片 23例 题 讲 解
【解析】由题意知,等差数列的公差为
于是,当n取与 最接近的整数即7或8时, 取最大值.
函数思想
还有其它方法吗?
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幻灯片 24例 题 讲 解
从等差数列的通项公式出发来分析
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幻灯片 251.等差数列的前n项和公式
3.推导等差数列前n项和公式方法:
4.本节基本思想:
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幻灯片 26----
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