付連剛
【摘要】數(shù)列求和問題是高中數(shù)學(xué)的重要知識內(nèi)容,求和方法復(fù)雜多變,培養(yǎng)同學(xué)們熟練的運用這些方法是教學(xué)的重點與難點。筆者作為一名高中數(shù)學(xué)教師,根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗,在本文中淺談了幾點對數(shù)列求和知識進行高效解讀的教學(xué)策略,具有一定的參考意義。
【關(guān)鍵字】高中數(shù)學(xué);數(shù)列;求和;轉(zhuǎn)化
中圖分類號:G633.6
數(shù)列是一種特殊的函數(shù),其應(yīng)用在高考中占有重要的地位,考察了同學(xué)們的邏輯思維能力、推理能力、謹慎性以及靈活性。筆者作為教學(xué)中的主導(dǎo),在教學(xué)過程中引導(dǎo)同學(xué)們探究數(shù)列求和的技巧與關(guān)鍵,促進教學(xué)目標高效的完成。
一、疊加疊乘,引導(dǎo)轉(zhuǎn)化
數(shù)列求和有很多求解的方法,包括倒序相加法、拆項重組法、裂項相消法、錯位相減法、疊加法、疊乘法等等。為了深化同學(xué)們對每一種求和方法的應(yīng)用,在教學(xué)時可以開展專題性的講解,本文以疊加疊成這一專題教學(xué)為例,重點進行探討。
在數(shù)列的學(xué)習(xí)中,等差數(shù)列與等比數(shù)列是可以直接根據(jù)公式進行運算的,借助公式能夠使運算變得非常簡單。對于一些特殊的數(shù)列,同學(xué)們通過疊加或疊乘這樣轉(zhuǎn)化,能夠?qū)⑦f推數(shù)列轉(zhuǎn)化為可以直接應(yīng)用公式的等差或等比數(shù)列,或一些求和簡單的數(shù)列,根據(jù)其通項公式進行求解。然而同學(xué)們總是不能避免走一些彎路,沒有進行正確轉(zhuǎn)化,造成運算非常復(fù)雜,解題思路不對。因此,我通過讓同學(xué)們練習(xí)一系列的求和問題,去領(lǐng)悟運用疊加疊乘的方法及相關(guān)類型數(shù)列的特點。例如,已知a1=1,an+1=an+2n,求數(shù)列的和Sn。對于這道問題,直接利用遞推公式求解Sn是非常困難的。首先應(yīng)當根據(jù)遞推公式求出an的通項公式,這里就用到的是疊加法。由遞推公式可得a2-a1=2,a3-a2=2*2,a4-a3=2*3,……,an-an-1=2n-1,將這n-1個式子相加可得an=1+2+2*2+2*3+……2n-1,化簡得到an=1+2(1+2+3+……n-1)= n(n-1)+1=n2-n+1。Sn=(12+22+32+ ……+n2)-(1+2+3+……+n)+n=n(n+1)(n+2)/6-n(1+n)/2+n,得解。通過對若干運用累加法求和問題,我引導(dǎo)同學(xué)們?nèi)ヌ骄靠偨Y(jié)其中的規(guī)律,最終同學(xué)們發(fā)現(xiàn),對于an+1=an+f(n)這種形式的遞推數(shù)列,應(yīng)當通過疊加法求其通項公式,當f(n)是一個常數(shù)時,數(shù)列是等差數(shù)列。同樣的方式,我再引導(dǎo)同學(xué)們進一步探究疊乘法的應(yīng)用。
在上述教學(xué)活動中,我通過展開專題講解,引導(dǎo)同學(xué)們?nèi)ド钊胩骄棵恳环N求和的方法,有助于促進同學(xué)們扎實基礎(chǔ),落實基本功,從而靈活的運用這些方法解決綜合性問題,提高解決問題的能力。
二、自行編纂,凸顯層次
教師的教學(xué)要注重層次性,每個同學(xué)的理解能力有高有低,對知識的吸收程度不同,因此教師在讓同學(xué)們進行習(xí)題練習(xí)時,也要注重層次性,從易到難,從淺到深,使不同層次的學(xué)生都有所收獲。
比如,我通過自行編纂習(xí)題,充分注意題目的難易程度,使同學(xué)們一步一步的獲得能力提升。最開始我會要求同學(xué)們能夠充分的理解與運用等比數(shù)列及等差數(shù)列的公式,嚴格遵守公式應(yīng)用的條件。例如在求等比數(shù)列的和時,如果公比不是一個已知的常數(shù),那么同學(xué)們在求和時一定要分為公比為1和公比不是1這兩種情況。接下來同學(xué)們需要學(xué)會通過進行一定的變形進而應(yīng)用等比數(shù)列或等差數(shù)列的求和公式求解。例如一些數(shù)列既不是等差數(shù)列,也不是等比數(shù)列,但是通過將數(shù)列進行適當?shù)牟鸱?,可以分為幾個等差數(shù)列、等比數(shù)列或者常見的數(shù)列,這種方法即為分組求和法,是比較簡單的變形。其次還有錯位相減求和這一方法,同學(xué)們通過設(shè)置錯位,相減之后得到一個等式,等式一邊是含有Sn這一參數(shù)的簡單式子,通常為(1-x)Sn,等式右邊可以利用等比數(shù)列求和公式進行化簡,最終得到Sn。接下來同學(xué)們需要掌握一些復(fù)雜的變形求和,例如裂項相消法的運用。
在上述教學(xué)活動中,我通過有層次性和遞進性的開展教學(xué)內(nèi)容,使不同水平的同學(xué)都盡可能的學(xué)到知識,水平低的同學(xué)可以掌握求和的基本方法,會求解簡單例題,而水平高的同學(xué)在教學(xué)中不斷地獲得提升,很大程度上提高了課堂的效率。
三、高度預(yù)見,對癥下藥
根據(jù)歷年的教學(xué)經(jīng)驗,教師是可以預(yù)見性的估計同學(xué)們可能會出現(xiàn)問題,發(fā)現(xiàn)那些知識是同學(xué)們的薄弱之處。教師通過有針對性的對癥下藥進行設(shè)計,可以有效的促進同學(xué)們攻克重點難點,提高數(shù)學(xué)知識水平。
比如,在對數(shù)列的求和問題進行教學(xué)時,我發(fā)現(xiàn)同學(xué)們對數(shù)列的性質(zhì)掌握的并不是很好,經(jīng)常會混淆。為了使同學(xué)們充分的吸收這部分知識,我對癥下藥,就這部分知識有針對性的進行了備課,以幫助同學(xué)們有效的梳理。我首先出了一道典型例題讓同學(xué)們自主解答,例如,等差數(shù)列的{an}的前m項和為30,前2m項和為100,求它的前3m項和。通過觀察同學(xué)們的解題過程,我發(fā)現(xiàn)有部分同學(xué)果然按我所預(yù)計的,將通項性質(zhì)與前n項和的性質(zhì)混淆了。我采用不點名的方式將其錯誤答案在黑板上板書出來,讓同學(xué)們來分析一下錯誤之處。錯誤答案如下:由于Sm,S2m,S3m成等差數(shù)列,所以2S2m=Sm+S3m,S3m=2*100-30=170。同學(xué)們紛紛回答是錯的,Sm,S2m,S3m并不成成等差數(shù)列。我對同學(xué)們說 :“那同學(xué)們能用具體的數(shù)據(jù)告訴我為什么不成等差數(shù)列嗎?”同學(xué)們是通過舉例的方法說明了這一問題,Sm=m(a1+am)d/2,S2m= 2m(a1+a2m)d/2,S3m=3m(a1+a3m)d/2,給m、d、a1賦予具體的數(shù)值可以計算出三者并不成等差數(shù)列。我繼續(xù)提問:“那么這道題應(yīng)該怎么做呢?”同學(xué)們回答到,Sm,S2m-Sm,S3m- S2m成等差數(shù)列,公比為m2d,所以2(S2m-Sm)= Sm+S3m- S2m,代入數(shù)值得S3m=210。為了讓同學(xué)們都能深入的理解這一性質(zhì),我引導(dǎo)同學(xué)們再一次證明了 Sm,S2m-Sm,S3m- S2m為何成等差數(shù)列,以及公差的公式,有助于同學(xué)們對其產(chǎn)生更深的記憶。
在上述教學(xué)活動中,我通過設(shè)計問題,讓同學(xué)們先出現(xiàn)錯誤,然后對其進行針對性的講解與指導(dǎo),使同學(xué)們意識到求和問題的關(guān)鍵,從而產(chǎn)生更深的理解與認識,高效的達成了教學(xué)目標。
綜上所述,教師在教學(xué)過程中,通過對重點的求和方法進行專題講解、選配具有層次性的典型例題進行訓(xùn)練、對可能出現(xiàn)的問題進行針對性的設(shè)計等策略,能夠有效的提高教學(xué)效率,讓同學(xué)們更好的吸收和運用數(shù)列求和的知識,實現(xiàn)高效的數(shù)學(xué)課堂。
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