張煥炬
摘要:《數(shù)列》是高中才學(xué)習(xí)的全新模塊,學(xué)生比較陌生。為了讓學(xué)生自然地接受“數(shù)列”、能更輕松地學(xué)好《數(shù)列》,我們在教學(xué)中可以嘗試從不同的角度講解,以達(dá)到最高效的教學(xué)。數(shù)列的通式公式和前項和公式分別與一次函數(shù)及二次函數(shù)關(guān)系密切,而這兩個函數(shù)是學(xué)生比較熟悉的,故本文便從一次函數(shù)及二次函數(shù)的角度探討等差數(shù)列的性質(zhì)。
關(guān)鍵詞:等差數(shù)列? 一次函數(shù)? 二次函數(shù)? 通項公式? 前項和
《數(shù)列》這一章內(nèi)容是高中才學(xué)習(xí)的全新模塊,是高中數(shù)學(xué)教學(xué)的重點,也是每年高考的熱點,在高考試題中占的分值也比較高?!兜炔顢?shù)列》是其中的基礎(chǔ)部分,能否掌握這部分內(nèi)容,直接影響著能否掌握后面的知識點和整個章節(jié)的知識點。為了加深學(xué)生對等差數(shù)列的理解,本文從函數(shù)的角度分析等差數(shù)列的主要性質(zhì),讓學(xué)生能更好地掌握《數(shù)列》這一章節(jié)的內(nèi)容。
一、用一次函數(shù)的性質(zhì)探討等差數(shù)列的通項
在教學(xué)過程中,我們可以先探討一次函數(shù)與等差數(shù)列通項的關(guān)系。在等差數(shù)列中,因為通項公式:,可表示為
,是以
為自變量的一次函數(shù)。易證反之也成立。由此可見,等差數(shù)列與一次函數(shù)關(guān)系是很密切的。下面我在用一次函數(shù)的知識來解析等差數(shù)列通項的性質(zhì)。
(1)根據(jù)一次函數(shù)性質(zhì)解析等差數(shù)列通項的單調(diào)性。一次函數(shù)的單調(diào)性是由一次項系數(shù)決定的,設(shè)等,則公差
,所以當(dāng)
時
為遞增數(shù)列;當(dāng)
時
為遞減數(shù)列;
時
為常數(shù)數(shù)列。故等差數(shù)列的單調(diào)性由公差
決定。
(2)一次函數(shù)圖像是直線,可從直線的斜率角度探討通項公式性質(zhì)。在等差數(shù)列通項公式中,公差是一次項系數(shù),其幾何意義是:“圖像上任意兩點連線的斜率”。當(dāng)取直線上兩點坐標(biāo)
時,斜率
,
;當(dāng)取直線上兩點坐標(biāo)
時,斜率
,可得到:
。故等差數(shù)列的通項公式有兩種形式,同學(xué)們解題時要根據(jù)題意選擇正確的形式。
(3)通過直線中點公式探討中項公式定義及性質(zhì)。在等差數(shù)列中,設(shè)
圖像上的點在直線
上,在
上任取兩點
,當(dāng)
時,則線段
的中點為
,由中點坐標(biāo)公式可得
,從而得到等差中項公式。同理可得到一個相當(dāng)重要的性質(zhì):當(dāng)
時有
。
二、用二次函數(shù)的性質(zhì)探討等差數(shù)列的前項和性質(zhì)
其次,在教學(xué)過程中,我們還可以探討二次函數(shù)與等差數(shù)列的前項和性質(zhì)。因為等差數(shù)列前
項和可化為:
,可表示為
。所以通項
可看作是以
為自變量且常數(shù)項為零的二次函數(shù)?!岸魏瘮?shù)”是中學(xué)數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,同學(xué)們對二次函數(shù)的知識點應(yīng)該比較熟悉,故教學(xué)時可通過二次函數(shù)的性質(zhì)解析等差數(shù)列前
項和的性質(zhì)。下面就是我在教學(xué)中用二次函數(shù)的性質(zhì)探討等差數(shù)列的前
項和性質(zhì)的三種解題方法。
(1)用二次函數(shù)形式的公式解題。當(dāng)已知
是等差數(shù)列時,前
項和
公式是常數(shù)項為零的二次函數(shù),反之也成立。
實戰(zhàn)訓(xùn)練1:在等差數(shù)列中,前
項和
滿足:
,則
=_________
解析:設(shè),因為
,所以
。
.
(2)用二次函數(shù)配方法求等差數(shù)列前項和的單調(diào)性和最值。由于等差數(shù)列前
項和
是常數(shù)項為零的二次函數(shù),故其單調(diào)性可通過拋物線的性質(zhì)來探討,其單調(diào)性關(guān)鍵看拋物線的對稱軸和開口方向。解答等差數(shù)列前項和
的最值問題可用以用二次函數(shù)配方法。
實戰(zhàn)訓(xùn)練2:已知等差數(shù)列{}中
=13且
=
,那么n取何值時,
取最大值。
解:設(shè)公差為d,由=
可解得:d= -2, 所以
,其圖像是開口向下,對稱軸是n=7,故由拋物線性質(zhì)可知當(dāng)n=7,
取最大值49。
(3)設(shè)等差數(shù)列{}的前
項和為
,不妨設(shè)
,則
,是關(guān)于
的一次函數(shù)式,故
也是等差數(shù)列,可直接用等差數(shù)列的性質(zhì)解題。
以上就是我在教學(xué)等差數(shù)列知識的時候,從一次函數(shù)及二次函數(shù)的角度探討等差數(shù)列的性質(zhì)總結(jié)出來的幾點教學(xué)經(jīng)驗,在教學(xué)進(jìn)程中經(jīng)常能取得很好的教學(xué)效果。用已經(jīng)學(xué)習(xí)過的知識去學(xué)習(xí)新內(nèi)容,化“陌生”的知識為“熟悉”,能讓學(xué)生更容易接受,同時也體現(xiàn)了知識點之間的聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)數(shù)學(xué)的“內(nèi)在美”。從多角度去分析和講解新知識,既豐富了課堂教學(xué)也激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,我們教師在教學(xué)中可多嘗試多挖掘。