等比數(shù)列是數(shù)列中的重點(diǎn),因此對(duì)等比數(shù)列的學(xué)習(xí)研究是我們學(xué)好數(shù)列這一章的關(guān)鍵之處。下面就我在教學(xué)中對(duì)等比數(shù)列前n項(xiàng)和公式的幾種推導(dǎo)方法整理出來(lái),與大家共同探討商榷。
【問(wèn)題】已知數(shù)列{an}為等比數(shù)列,公比為q,Sn=a1+a2+a3+…+an。求證:Sn=
[證法一] 當(dāng)q=1時(shí),a1=a2=…=an,∴Sn=na1
當(dāng)q≠1時(shí),Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1⑴
qSn=a1q+a1q2+…+a1qn-1+a1qn⑵
⑴-⑵得:(1-q)Sn=a1-a1qn,∴Sn=
這種方法叫錯(cuò)位相減法。在教學(xué)過(guò)程中學(xué)生不會(huì)輕易想到用公比乘以和式,課本上用此方法比較突然,學(xué)生不易接受。
[證法二]當(dāng)q=1時(shí),證法同上。
當(dāng)q≠1時(shí),Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1=a1+q(a1+a1q+a1q2+…+a1qn-2)=a1+qSn-1,又∵Sn=Sn-1+an,∴Sn-1+an=a1+qSn-1
∴Sn-1 =,∴Sn=
這種方法的前提是讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)列的遞推公式Sn=Sn-1+an。
[證法三] 當(dāng)q=1時(shí),證法同上。
當(dāng)q≠1時(shí),Sn=a1+a1q+a1q2+…+a1qn-1=a1+q(a1+a1q+a1q2…+a1qn-2)=a1+q(a1+a1q+…+a1qn-2+a1qn-1)-a1qn=a1+qSn-a1qn
∴Sn(1-q)=a1-a1qn,∴Sn=
這種方法通過(guò)對(duì)和式進(jìn)行觀察,很容易看出在和式中可以再構(gòu)造出Sn,從而很容易推導(dǎo),顯得水到渠成,順理成章,學(xué)生也樂(lè)意接受。
總之,在教學(xué)中重點(diǎn)要在知識(shí)的理解上下功夫,多思考,多研究。只有讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與到教學(xué)中,才能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,從而解決問(wèn)題。
(作者單位:甘肅省武威第十五中學(xué))