高二数学等差数列教学设计
(一)教学目标
1.知识与技能:通过实例，理解等差数列的概念;探索并掌握等差数列的通项公式;能在具体的问题情境中，发现数列的等差关系并能用有关知识解决相应的问题;体会等差数列与一次函数的关系。
2. 过程与方法:让学生对日常生活中实际问题分析，引导学生通过观察，推导，归纳抽象出等差数列的概念;由学生建立等差数列模型用相关知识解决一些简单的问题，进行等差数列通项公式应用的实践操作并在操作过程中，通过类比函数概念、性质、表达式得到对等差数列相应问题的研究。
3.情态与价值:培养学生观察、归纳的能力，培养学生的应用意识。
(二)教学重、难点
重点：理解等差数列的概念及其性质，探索并掌握等差数列的通项公式;会用公式解决一些简单的问题，体会等差数列与一次函数之间的联系。
难点：概括通项公式推导过程中体现出的数学思想方法。
(三)学法与教学用具
学法：引导学生首先从四个现实问题(数数问题、女子举重奖项设置问题、水库水位问题、储蓄问题)概括出数组特点并抽象出等差数列的概念;接着就等差数列的特点，推导出等差数列的通项公式;可以用多种方法对等差数列的通项公式进行推导。
教学用具：投影仪
(四)教学设想
[创设情景]
上节课我们学习了数列。在日常生活中，人口增长、教育贷款、存款利息等等这些大家以后会接触得比较多的实际计算问题，都需要用到有关数列的知识来解决。今天我们就先学习一类特殊的数列。
[探索研究]
由学生观察分析并得出答案：
(放投影片)在现实生活中，我们经常这样数数，从0开始，每隔5数一次，可以得到数列：0，5，____,____,____,____,……
2000年，在澳大利亚悉尼举行的奥运会上，女子举重被正式列为比赛项目。该项目共设置了7个级别。其中较轻的4个级别体重组成数列(单位：kg)：48，53，58，63。
水库的管理人员为了保证优质鱼类有良好的生活环境，用定期放水清理水库的杂鱼。如果一个水库的水位为18cm，自然放水每天水位降低2.5m，最低降至5m。那么从开始放水算起，到可以进行清理工作的那天，水库每天的水位组成数列(单位：m)：18，15.5，13，10.5，8，5.5
我国现行储蓄制度规定银行支付存款利息的方式为单利，即不把利息加入本金计算下一期的利息。按照单利计算本利和的公式是：本利和=本金×(1+利率×寸期).例如，按活期存入10 000元钱，年利率是0.72%。那么按照单利，5年内各年末的本利和分别是：
时间年初本金(元)年末本利和(元)
第1年10 00010 072
第2年10 00010 144
第3年10 00010 216
第4年10 00010 288
第5年10 00010 360
各年末的本利和(单位：元)组成了数列：10 072，10 144，10 216， 10 288，10 360。
思考：同学们观察一下上面的这四个数列：0，5，10，15，20，…… ①
48，53，58，63 ②
18，15.5，13，10.5，8，5.5 ③
10 072，10 144，10 216， 10 288，10 360 ④
看这些数列有什么共同特点呢?
(由学生讨论、分析)
引导学生观察相邻两项间的关系，得到：
对于数列①，从第2项起，每一项与前一项的差都等于 5 ;
对于数列②，从第2项起，每一项与前一项的差都等于 5 ;
对于数列③，从第2项起，每一项与前一项的差都等于 -2.5 ;
对于数列④，从第2项起，每一项与前一项的差都等于 72 ;
由学生归纳和概括出，以上四个数列从第2项起，每一项与前一项的差都等于同一个常数(即：每个都具有相邻两项差为同一个常数的特点)。
[等差数列的概念]
对于以上几组数列我们称它们为等差数列。请同学们根据我们刚才分析等差数列的特征，尝试着给等差数列下个定义：
等差数列：一般地，如果一个数列从第2项起，每一项与它的前一项的差等于同一个常数，那么这个数列就叫做等差数列。
这个常数叫做等差数列的公差，公差通常用字母d表示。那么对于以上四组等差数列，它们的公差依次是5，5，-2.5，72。
提问：如果在
与
中间插入一个数A，使
，A，
成等差数列数列，那么A应满足什么条件?
由学生回答：因为a，A，b组成了一个等差数列，那么由定义可以知道：
A-a=b-A
所以就有
由三个数a，A，b组成的等差数列可以看成最简单的等差数列，这时，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，
从而可得在一等差数列中，若m+n=p+q则
[等差数列的通项公式]
对于以上的等差数列，我们能不能用通项公式将它们表示出来呢?这是我们接下来要学习的内容。
⑴、我们是通过研究数列
的第n项与序号n之间的关系去写出数列的通项公式的。下面由同学们根据通项公式的`定义，写出这四组等差数列的通项公式。
由学生经过分析写出通项公式：
① 这个数列的第一项是5，第2项是10(=5+5)，第3项是15(=5+5+5)，第4项是20(=5+5+5+5)，……由此可以猜想得到这个数列的通项公式是
② 这个数列的第一项是48，第2项是53(=48+5)，第3项是58(=48+5×2)，第4项是63(=48+5×3)，由此可以猜想得到这个数列的通项公式是
③ 这个数列的第一项是18，第2项是15.5(=18-2.5)，第3项是13(=18-2.5×2)，第4项是10.5(=18-2.5×3)，第5项是8(=18-2.5×4)，第6项是5.5(=18-2.5×5)由此可以猜想得到这个数列的通项公式是
④ 这个数列的第一项是10072，第2项是10144(=10172+72)，第3项是10216(=10072+72×2)，第4项是10288(=10072+72×3)，第5项是10360(=10072+72×4)，由此可以猜想得到这个数列的通项公式是
⑵、那么，如果任意给了一个等差数列的首项
和公差d，它的通项公式是什么呢?
引导学生根据等差数列的定义进行归纳：
(n-1)个等式
所以
……
思考：那么通项公式到底如何表达呢?
……
得出通项公式：由此我们可以猜想得出：以
为首项，d为公差的等差数列
的通项公式为：
也就是说，只要我们知道了等差数列的首项
和公差d，那么这个等差数列的通项
就可以表示出来了。
选讲：除此之外，还可以用迭加法和迭代法推导等差数列的通项公式：
(迭加法)：
是等差数列，所以
……
两边分别相加得
所以
(迭代法)：
是等差数列，则有
……
所以
[例题分析]
例1、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?
分析：⑴要求出第20项，可以利用通项公式求出来。首项知道了，还需要知道的是该等差数列的公差，由公差的定义可以求出公差;
⑵这个问题可以看成是上面那个问题的一个逆问题。要判断这个数是不是数列中的项，就是要看它是否满足该数列的通项公式，并且需要注意的是，项数是否有意义。
解：⑴由
=8，d=5-8=-3，n=20，得
⑵由
=-5，d=-9-(-5)=-4，得这个数列的通项公式为
由题意知，本题是要回答是否存在正整数n,使得-401=-4n-1成立。
解这个关于n的方程，得n=100，即-401是这个数列的第100项。
例题评述：从该例题中可以看出，等差数列的通项公式其实就是一个关于
、
、d、n(独立的量有3个)的方程;另外，要懂得利用通项公式来判断所给的数是不是数列中的项，当判断是第几项的项数时还应看求出的项数是否为正整数，如果不是正整数，那么它就不是数列中的项。
(放投影片)例2.某市出租车的计价标准为1.2元/km，起步价为10元，即最初的4km(不含4千米)计费10元。如果某人乘坐该市的出租车去往14km处的目的地，且一路畅通，等候时间为0，需要支付多少车费?
解：根据题意，当该市出租车的行程大于或等于4km时，每增加1km，乘客需要支付1.2元.所以，我们可以建立一个等差数列
来计算车费.
令
=11.2，表示4km处的车费，公差d=1.2。那么当出租车行至14km处时，n=11，此时需要支付车费
答：需要支付车费23.2元。
例题评述：这是等差数列用于解决实际问题的一个简单应用，要学会从实际问题中抽象出等差数列模型，用等差数列的知识解决实际问题。
(放投影片)思考例题：例3 已知数列
的通项公式为
其中p、q为常数，且p≠0，那么这个数列一定是等差数列吗?
分析：判定
是不是等差数列，可以利用等差数列的定义，也就是看
(n>1)是不是一个与n无关的常数。
解：取数列
中的任意相邻两项
(n>1)，
求差得
它是一个与n无关的数.
所以
是等差数列。
课本左边“旁注”：这个等差数列的首项与公差分别是多少?
这个数列的首项
。由此我们可以知道对于通项公式是形如
的数列，一定是等差数列，一次项系数p就是这个等差数列的公差，首项是p+q.
例题评述：通过这个例题我们知道判断一个数列是否是等差数列的方法：如果一个数列的通项公式是关于正整数n的一次型函数，那么这个数列必定是等差数列。
[探究]
引导学生动手画图研究完成以下探究：
⑴在直角坐标系中，画出通项公式为
的数列的图象。这个图象有什么特点?
⑵在同一个直角坐标系中，画出函数y=3x-5的图象，你发现了什么?据此说一说等差数列
与一次函数y=px+q的图象之间有什么关系。
分析：⑴n为正整数，当n取1，2，3，……时，对应的
可以利用通项公式求出。经过描点知道该图象是均匀分布的一群孤立点;
⑵画出函数y=3x-5的图象一条直线后发现数列的图象(点)在直线上，数列的图象是改一次函数当x在正整数范围内取值时相应的点的集合。于是可以得出结论：等差数列
的图象是一次函数y=px+q的图象的一个子集，是y=px+q定义在正整数集上对应的点的集合。
该处还可以引导学生从等差数列
中的p的几何意义去探究。
[随堂练习]
例1之后：课本45页“练习”第1题;
例2之后：课本45页“练习”第2题;
[课堂小结]
本节主要内容为：
①等差数列定义：即
(n≥2)
②等差数列通项公式：
(n≥1)
推导出公式：
(五)评价设计
1、已知
是等差数列.
⑴
是否成立?
呢?为什么?
⑵
是否成立?据此你能得出什么结论?
是否成立?据此你又能得出什么结论?
2、已知等差数列
的公差为d.求证：
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