2019-2020年高二數(shù)學(xué)《數(shù)列的遞推公式》教學(xué)設(shè)計.doc

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2019-2020年高二數(shù)學(xué)《數(shù)列的遞推公式》教學(xué)設(shè)計 一、內(nèi)容及其解析 （一）內(nèi)容：數(shù)列的遞推公式 （二）解析：這節(jié)課通過對數(shù)列通項(xiàng)公式的正確理解，讓學(xué)生進(jìn)一步了解數(shù)列的遞推公式，明確遞推公式與通項(xiàng)公式的異同；會根據(jù)數(shù)列的遞推公式寫出數(shù)列的前幾項(xiàng)；通過經(jīng)歷數(shù)列知識的感受及理解運(yùn)用的過程，作好探究性教學(xué).發(fā)揮學(xué)生的主體作用，提高學(xué)生的分析問題以及解決問題的能力.教學(xué)重點(diǎn) 根據(jù)數(shù)列的遞推公式寫出數(shù)列的前幾項(xiàng).教學(xué)難點(diǎn) 理解遞推公式與通項(xiàng)公式的關(guān)系. 二、目標(biāo)及其解析 1.了解數(shù)列的遞推公式，明確遞推公式與通項(xiàng)公式的異同； 2.會根據(jù)數(shù)列的遞推公式寫出數(shù)列的前幾項(xiàng). 1.經(jīng)歷數(shù)列知識的感受及理解運(yùn)用的過程; 2.發(fā)揮學(xué)生的主體作用，作好探究性實(shí)驗(yàn); 3.理論聯(lián)系實(shí)際，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性. 三、問題診斷分析 四、教學(xué)過程 問題與題例 問題：前面我們學(xué)習(xí)了數(shù)列的定義，數(shù)列的通項(xiàng)公式的意義等內(nèi)容， 哪位同學(xué)能談一談什么叫數(shù)列的通項(xiàng)公式？ 如果數(shù)列{an}的第n項(xiàng)與序號之間的關(guān)系可以用一個公式來表示，那么這個公式就叫做這個數(shù)列的通項(xiàng)公式. 問題：你能舉例說明嗎？ 如數(shù)列0，1，2，3，…的通項(xiàng)公式為an=n-1(n∈N*); 1,1,1的通項(xiàng)公式為an=1(n∈N*,1≤n≤3); 1, , , ,…的通項(xiàng)公式為an= (n∈N*). 問題：通項(xiàng)公式是表示數(shù)列的很好的方法，同學(xué)們想一想還有哪些方法可以表示數(shù)列？ 圖象法，我們可仿照函數(shù)圖象的畫法畫數(shù)列的圖形.具體方法是以項(xiàng)數(shù)n為橫坐標(biāo)，相應(yīng)的項(xiàng)an為縱坐標(biāo)，即以(n,an)為坐標(biāo)在平面直角坐標(biāo)系中作出點(diǎn)(以前面提到的數(shù)列1, ,,,…為例，作出一個數(shù)列的圖象)，所得的數(shù)列的圖形是一群孤立的點(diǎn)，因?yàn)闄M坐標(biāo)為正整數(shù)，所以這些點(diǎn)都在y軸的右側(cè)，而點(diǎn)的個數(shù)取決于數(shù)列的項(xiàng)數(shù).從圖象中可以直觀地看到數(shù)列的項(xiàng)隨項(xiàng)數(shù)由小到大變化而變化的趨勢. -----------------遞推公式法 知識都來源于實(shí)踐，同時還要應(yīng)用于生活，用其來解決一些實(shí)際問題.下面同學(xué)們來看右下圖：鋼管堆放示意圖(投影片).觀察鋼管堆放示意圖，尋其規(guī)律，看看能否建立它的一些數(shù)學(xué)模型. 模型一：自上而下 第1層鋼管數(shù)為4,即14＝1+3; 第2層鋼管數(shù)為5,即25＝2+3; 第3層鋼管數(shù)為6,即36＝3+3; 第4層鋼管數(shù)為7,即47＝4+3; 第5層鋼管數(shù)為8,即58＝5+3; 第6層鋼管數(shù)為9,即69＝6+3; 第7層鋼管數(shù)為10,即710＝7+3. 若用an表示鋼管數(shù)，n表示層數(shù)，則可得出每一層的鋼管數(shù)為一數(shù)列，且an=n+3(1≤n≤7). 問題：同學(xué)們運(yùn)用每一層的鋼管數(shù)與其層數(shù)之間的對應(yīng)規(guī)律建立了數(shù)列模型，這完全正確，運(yùn)用這一關(guān)系，會很快捷地求出每一層的鋼管數(shù).這會給我們的統(tǒng)計與計算帶來很多方便.讓同學(xué)們繼續(xù)看此圖片，是否還有其他規(guī)律可循？(啟發(fā)學(xué)生尋找規(guī)律) 模型二：上下層之間的關(guān)系 自上而下每一層的鋼管數(shù)都比上一層鋼管數(shù)多1, 即a1=4；a2=5=4+1=a1+1；a3=6=5+1=a2+1. 依此類推：an=a n-1+1(2≤n≤7). 問題：對于上述所求關(guān)系，同學(xué)們有什么樣的理解? 若知其第1項(xiàng)，就可以求出第二項(xiàng)，以此類推，即可求出其他項(xiàng). 看來，這一關(guān)系也較為重要，我們把數(shù)列中具有這種遞推關(guān)系的式子叫做遞推公式. [概念形成] 1.遞推公式定義： 如果已知數(shù)列{an}的第1項(xiàng)(或前幾項(xiàng))，且任一項(xiàng)an與它的前一項(xiàng)an-1(或前n項(xiàng))間的關(guān)系可以用一個公式來表示，那么這個公式就叫做這個數(shù)列的遞推公式. 注意：遞推公式也是給出數(shù)列的一種方法. 如下列數(shù)字排列的一個數(shù)列：3，5，8，13，21，34，55，89. 遞推公式為：a1=3,a2=5,an=an-1+a n-2(3≤n≤8). 2.數(shù)列可看作特殊的函數(shù)，其表示也應(yīng)與函數(shù)的表示法有聯(lián)系，函數(shù)的表示法有：列表法、圖象法、解析式法.相對于數(shù)列來說也有相應(yīng)的這幾種表示方法：即列表法、圖象法、解析式法. ［例題］ 【例1】 設(shè)數(shù)列{an}滿足.寫出這個數(shù)列的前五項(xiàng). 分析：題中已給出{an}的第1項(xiàng)即a1=1，題目要求寫出這個數(shù)列的前五項(xiàng)，因而只要再求出二到五項(xiàng)即可.這個遞推公式：an=1+我們將如何應(yīng)用呢? 這要將n的值2和a1=1代入這個遞推公式計算就可求出第二項(xiàng)，然后依次這樣進(jìn)行就可以了. 請大家計算一下! 解：據(jù)題意可知：a1=1,a2=1+ =2,a3=1+ =,a4=1+ =,a5= 設(shè)計意圖：掌握遞推公式很關(guān)鍵的一點(diǎn)就是其中的遞推關(guān)系，同學(xué)們要注意探究和發(fā)現(xiàn)遞推公式中的前項(xiàng)與后項(xiàng)，或前后幾項(xiàng)之間的關(guān)系. 【例2】 已知a1=2，an+1=2an，寫出前5項(xiàng)，并猜想an. 分析：由例1的經(jīng)驗(yàn)我們先求前5項(xiàng).前5項(xiàng)分別為2，4，8，16，32. 下面來猜想第n項(xiàng). 由a1=2，a2=22=22，a3=222=23觀察可得，猜想an=2n. 問題：本題若改為求an是否還可這樣去解呢? 由a n+1=2an變形可得an=2a n-1，即，依次向下寫，一直到第一項(xiàng)，然后將它們乘起來，就有…，所以an=a12n-1=2n. 這種方法通常叫迭乘法，這種方法在已知遞推公式求數(shù)列通項(xiàng)的問題中是比較常用的方法，對應(yīng)的還有迭加法. 變式：已知a1=2，an+1=an-4,求an. 分析：此題與前例2比較，遞推式中的運(yùn)算改為了減法，同學(xué)們想一想如何去求解呢? l 寫出：a1=2，a2=-2，a3=-6，a4=-10，… 觀察可得：an=2+(n-1)(n-4)=2-4(n-1). l 解：由an+1-an=-4依次向下寫，一直到第一項(xiàng)，然后將它們加起來, an-a n-1=-4 an-1-an-2=-4 an-2-an-3=-4 …… ∴an=2-4(n-1). ［小結(jié)］ (1)數(shù)列的遞推公式是由初始值和相鄰幾項(xiàng)的遞推關(guān)系確定的，如果只有遞推關(guān)系而無初始值，那么這個數(shù)列是不能確定的. 例如，由數(shù)列{an}中的遞推公式an+1=2an+1無法寫出數(shù)列{an}中的任何一項(xiàng)，若又知a1=1，則可以依次地寫出a2=3,a3=7,a4=15,…. (2)遞推公式是給出數(shù)列的一種方法，由遞推公式可能求出數(shù)列的通項(xiàng)公式，也可能求不出通項(xiàng)公式. 五、目標(biāo)檢測 1、根據(jù)各個數(shù)列的首項(xiàng)和遞推公式，寫出它的前五項(xiàng)，并歸納出通項(xiàng)公式.(投影片) (1)a1＝0，an+1＝an＋(2n-1)(n∈N)； (2)a1＝1，a n+1＝ (n∈N)； (3)a1＝3，an+1＝3an-2(n∈N). (讓學(xué)生思考一定時間后，請三位學(xué)生分別作答) 解：(1)a1＝0，a2＝1，a3＝4，a4＝9，a5＝16，∴an＝(n-1)2. (2)a1＝1， a2＝，a3＝=，a4＝，a5＝ =，∴an＝. (3)a1＝3＝1+230，a2＝7＝1+231，a3＝19＝1+232， a4＝55＝1+233，a5＝163＝1+234，∴an＝1＋23 n-1. 注：不要求學(xué)生進(jìn)行證明歸納出通項(xiàng)公式. 2、一只猴子爬一個8級的梯子，每次可爬一級或上躍二級，最多能上躍起三級，從地面上到最上一級，你知道這只猴子一共可以有多少種不同的爬躍方式嗎？ 析：這題是一道應(yīng)用題，這里難在爬梯子有多種形式，到底是爬一級還是上躍二級等情況要分類考慮周到. 爬一級梯子的方法只有一種. 爬一個二級梯子有兩種,即一級一級爬是一種，還有一次爬二級，所以共有兩種. 若設(shè)爬一個n級梯子的不同爬法有an種, 則an=an-1+an-2+an-3(n≥4), 則得到a1=1,a2=2,a3=4及an=a n-1+an-2+an-3(n≥4)，就可以求得a8=81. 六、課堂小結(jié) 這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了數(shù)列的另一種給出方法，即遞推公式及其用法，要注意理解它與通項(xiàng)公式的區(qū)別，誰能說說？ 通項(xiàng)公式反映的是項(xiàng)與項(xiàng)數(shù)之間的關(guān)系，而遞推公式反映的是相鄰兩項(xiàng)(或n項(xiàng))之間的關(guān)系. 對于通項(xiàng)公式，只要將公式中的n依次取1，2，3…,即可得到相應(yīng)的項(xiàng).而遞推公式則要已知首項(xiàng)(或前n項(xiàng))，才可求得其他的項(xiàng). (讓學(xué)生自己來總結(jié)，將所學(xué)的知識，結(jié)合獲取知識的過程與方法，進(jìn)行回顧與反思，從而達(dá)到三維目標(biāo)的整合.培養(yǎng)學(xué)生的概括能力和語言表達(dá)能力) 七、配餐練習(xí) 《優(yōu)化設(shè)計》2.1.2 《優(yōu)化作業(yè)》