等差数列前n项和应用的探究性教学片段
2008-12-29何棋
中小学信息技术教育 2008年5期
一、指导思想
以落实双基来设计数学学习活动,充分调动学生的主动性与积极性,引导学生利用信息技术开展操作、观察、比较、概括、猜想、证明、交流等多种形式的活动,体验数学问题的提出、形成、解决、应用的过程,从中感受数学发现的乐趣,增强学好数学的信心,形成应用意识、创新意识,提高学习数学的能力,改善学习数学的方式。
二、教学内容简析
本课是一节复习等差数列概念、性质、通项公式、前n项和公式等基本知识的高一习题课,教学大纲和课程标准对这些知识的要求是理解、掌握和应用,这些知识也是高考的重点和热点问题。本课探究的就是对这些知识的灵活应用。具体教学内容是探究等差数列前n项和Sn最大(小)值问题的解决方法和探究已知两个等差数列的前n项和Sn的比值,求通项之比的问题的解决方法。这两个问题的解决既要用到等差数列的基本知识,还要用到函数方程思想、数形结合思想,既能体现基本知识和技能,又能展现数学思维能力水平,因此这两个问题在各种考试中经常出现。
三、学情分析
学生之前已经学习了等差数列的前n项和公式,对等差数列的概念性质理解比较深刻,对通项公式、前n项和公式掌握比较熟练,但是还没达到灵活运用的程度,需要进一步体验和学习体现数学思想、展现思维能力的解决问题的方法。
四、教学目标、重点和难点
教学目标:
1.在复习巩固等差数列概念、性质、通项公式、前n项和公式等知识的基础上,综合应用基本知识解决等差数列相关问题。
2.体验观察、归纳、猜想、验证、证明的问题解决过程,提高分析问题和解决问题的能力。
教学重点:等差数列性质、通项公式、前n项和公式的应用。
教学难点:能够灵活应用等差数列性质、函数思想解决相关问题。
五、片段内容和信息技术运用方式
问题一:求等差数列的前n项和Sn的最大(小)值。
问题二:已知两个等差数列的前n项和Sn的比值,求通项之比。
每位学生有一台TI-92图形计算器,学生使用它比较熟练。本课充分利用图形计算器运算快捷、计算准确、操作方便的特点,进行数学实验,展示数列的表达式、数据、图像等以观察分析内在的联系。还用它构建符合要求的实例,进行观察、归纳、猜想、验证,反思探究过程,提炼证明方法,并且应用它解决同类问题。
六、教学片段
例1.已知等差数列{ an },求数列{ an }的前n项和Sn的最小值。
师:在本问题中给出的是等差数列,已知通项公式,要求的是前n项和Sn的最小值,那么我们应该先求什么?怎样来求?请同学们思考、讨论、求解。
学生尝试求解,得到以下解法:
解法1:
最小时,Sn取得最小值,Sn无最大值。
∴当n=9时,Sn取得最小值:S9=-153。
师:同学们先求出Sn,发现它是关于n的二次函数,于是用配方的方法解决了这个问题。下面请同学们在TI图形计算器上作出数列an和Sn的图像,并展示an和Sn的值,观察分析Sn取得最小值时,an的变化规律。
学生做出的结果如图1和图2,学生发现Sn在图像上处于最低位置时,an图像上的点刚好处于越过x轴之前的位置,学生进而认识到当an的符号发生改变的时刻就是Sn取得最小值的时候,最后学生从数据表中验证规律。
图1
图2
师:从上面的探究活动可以知道,当an的符号发生改变的时刻就是Sn取得最小值的时候,因此我们可以得出求Sn最小值的另一种方法,请同学们写出这个过程。
解法2:由an =4n-37 ≤ 0,得n≤
∴ 当n