师:上课,同学们好,请坐。
师:想必你们肯定纳闷,屏幕上这个写着 “高” 的小朋友是谁。
师:他其实就是大数学家高斯小时候的样子。今天我们要讲一个 “小小高斯一炮而红记” 的故事。
师:因为我们今天要学习等差数列的前
项和的问题,就和高斯有关。他小时候就完美解决了这个问题。
师:虽然咱们同学们都听过这个故事,不过今天咱们重新温习一下,看看这个故事能带给我们什么启发。请看大屏幕。
师:视频看完了,同学们,高斯为什么算得又快又准呢?高斯方法的特点是什么?其计算的本质是什么?
师:老师听到有的同学已经说出来了,原来他通过细心观察发现
,
恰好可以分成这样的
对数。每对数的和都等于
,于是高斯就将这道题巧算为
。
师:你的观察很敏锐。
师:那我们是不是可以这样理解,高斯算法的任意的第
项与倒数第
项的和等于首项与末项的和。偶数个相加时,首尾相对,将不同数的加法运算转化成相同数的乘法运算,简化了计算过程。
师:现在我们学了等差数列,知道
其实就是一个首项为
,公差为
的等差数列,这个问题其实是求前
项和的问题。他巧妙了利用了配对的思想,简化了计算。
师:不过同学们,这种配对的思想解决偶数项数列的时候没问题,如果是奇数项呢?
师:对,就正好把中间那项剩下,这也是配对方法的要害之处。
师:那有没有什么方法,既能体现配对的思想,简化计算,又能巧妙解决中间这项的问题吗?
师:答案当然是有的,就是倒序相加法。
师:顾名思义,就是将数列正着写一遍,再倒着写一遍,然后将上下两行相加。那么你能看出接下来应该如何配对了吗?
师:嗯,我看同学都点点头,相信你们知道了其中的妙处所在。
师:那么对于任意一个等差数列,设
是等差数列
的前
项和,那么你能求出
吗?
师:请同学们前后四人为一小组,给大家一点时间,请同学们先独立思考,然后交流分享。
师:大家都有思路了吧?哪个小组愿意来分享一下你们的结果呢?
师:就请你们
组吧、你们
组代表已经跃跃欲试了。
师:你们想先写出等差数列的前
项和,然后再把项的次序反过来,把两式等号两边分别相加,然后化简,就能得到结果了。
师:说得有理有据,条理清晰,请坐。那么这种能推广到一般的等差数列吗?
师:利用倒序相加的方法,并通过化简,就得到了等差数列的前
项和。
师:同学们,你们都听明白了吗?
师:原来你们也是这种思路,那么请同学们结合着这一思路,独立在导学案上写下你们的推导过程,并最终给出结果吧。
师:好了,老师看大家都停笔了,在同学们书写的过程中啊,老师找了一位同学把他的推导过程板书在了黑板上,我们一起来看一下。
由① + ②,得
师:你不仅书写工整,而且条理清晰,请回。
师:如果将等差数列的通项公式
代入,你发现了什么?
师:
组得出:
于是
也可以由首项
和公差
表示。
师:现在大家比较这两个公式,说说它们分别从哪些角度反映了等差数列的性质,先自主观察,并尝试分析。
师:时间差不多了。
师:
组说前者反映了等差数列的任意的第
项与倒数第
项的和等于首项与末项的和的内在本质。后者反映了等差数列的前
项和与它的首项、公差之间的关系,而且是关于
的二次函数。两者从不同角度反映了等差数列的性质。
师:公式我们得到了,那利用这些公式可以解决哪些问题呢?
师:请看大屏幕上的这道题,有
根相同的圆木料,要把它们堆放成正三角形垛,并使剩余的圆木料尽可能少,那么将剩余多少根圆木料呢?
师:细心的同学已经发现了,根据题意,各层圆木料数比上一层多一根,所以就构成了等差数列。
师:你能将实际问题抽象成数学问题,真的很不错。师看到同学们自信满满的样子,相信你们都有了正确的结果。
师:看来大家已经能够灵活运用本节课的知识解决实际问题了呢。
师:知识要用来分享和交流,请同学们互相说一说,这节课你都有哪些收获呢?
师:你说你对等差数列有了更加深刻的认识了,而且知道等差数列前
项和的计算公式。
师:你掌握了一种倒序相加的思想方法。师看来大家这节课都乐在其中并且收获满满。