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第六章 计数原理
数学探究:杨辉三角的性质与应用
—杨辉三角的性质初探
教学目标
学习目标 数学素养
1.杨辉三角的应用:方垛求和. 通过“拆数关联杨辉三角” 推导方垛求和公式,体会数形转化思想, 1.发展数学运算、直观想象、逻辑推理核心素养.
2.通过小组合作探究斜列和的规律、验证斐波那契数列与杨辉三角的关联. 2.提升数学建模、数据分析学科素养.
3.通过杨辉三角的性质探究,提升学生的数学探究能力. 3.发展数学抽象、逻辑推理、直观想象等核心素养.
单元框架
杨辉三角
二项式定理
杨辉三角的性质初探
杨辉三角的性质再探
杨辉三角的性质应用
组合数
图形化
直观体现
情境创设
“垛积术”
知新探究
问题1:写出三角垛中前12层,每一层的个数?
过去,商人们在堆放瓶瓶罐罐这类物品时,为了节省地方,常把它们垒成许多层,俗称“垛”。每层摆成三角形的就叫“三角垛”,摆成四边形的叫做“方垛”...“三角垛”自上而下,第一层1个,第二层3个,第三层6个...如图所示,杨辉在《详解九章算法》中就记载有这样一道题目:三角垛,下广,一面十二个,上尖,问计几何.意思是说:有一个三角垛,最底层每条边上有12个物体,最上层只有1个物体(上尖),问:总共有多少个物体?
问题2:求出三角垛前12层的个数的和?
提示:能否借助杨辉三角的性质求解?
知新探究
问题1:写出三角垛中前12层,每一层的个数?
问题2:求出三角垛前12层的个数的和?
提示:能否借助杨辉三角的性质求解?
知新探究
第5行 1 5 10 10 5 1
第6行 1 6 15 20 15 6 1
第7行 1 7 21 35 35 21 7 1
第1行 1 1
第0行 1
第2行 1 2 1
第3行 1 3 3 1
第4行 1 4 6 4 1
常数列
等差数列
二阶等差数列
三阶等差数列
问题3、换个角度观察杨辉三角,观察由这些数字构成的数列,你能否发现其中的规律
一阶等差数列即是我们所说的等差数列,二阶及二阶以上的等差数列通称为高阶等差数列.
知新探究
第5行 1 5 10 10 5 1
第6行 1 6 15 20 15 6 1
第7行 1 7 21 35 35 21 7 1
第1行 1 1
第0行 1
第2行 1 2 1
第3行 1 3 3 1
第4行 1 4 6 4 1
常数列
等差数列
二阶等差数列
【合作探究】
从杨辉三角的角度探究k阶等差数列的求和公式
要求:
1.独立思考2分钟;
2.小组合作3分钟;
3.中心发言人做好记录并展示结果。
知新探究
结论:
第5行 1 5 10 10 5 1
第6行 1 6 15 20 15 6 1
第7行 1 7 21 35 35 21 7 1
第1行 1 1
第0行 1
第2行 1 2 1
第3行 1 3 3 1
第4行 1 4 6 4 1
常数列
等差数列
二阶等差数列
三阶等差数列
知新探究
延伸探究思路:k阶等差数列的求和公式
四阶等差数列
五阶等差数列
(对k分别赋值,可得一系列数列的和)
知新探究
还可以从何种角度观察?
第5行 1 5 10 10 5 1
第6行 1 6 15 20 15 6 1
第7行 1 7 21 35 35 21 7 1
第1行 1 1
第0行 1
第3行 1 3 3 1
第4行 1 4 6 4 1
第8行 1 8 28 56 70 56 28 8 1
1
1
2
3
5
8
13
21
34
性质应用
斐波那契数列
1.斐波那契数列,又称黄金分割数列,因数学家斐波那契以兔子繁殖为例子而引入,故又称“兔子数列”,其数字为:1、1、2、3、5、8、13、21、34 …… ,在数学上,这一数列以如下递推的方法定义:F(1)=1,F(n)=F(n-1)+F(n-2)(n≥3, ),记此数列为{an},则a2019+a2020+a2022+a2024等于( )
A. a2023 B. a2024 C. a2025 D. a2026
C
性质应用
2.如图所示,在杨辉三角中,斜线AB上方箭头所示的数组成一个锯齿形的数列:1,2,3,3,6,4,10,…,记这个数列的前n项和为Sn,则S16等于( )
A.144 B.146 C.164 D.461
C
课堂评价
作业布置
1.分层作业
A 层:写出有10行的杨辉三角数字,验证对称性、递推性;
B 层:查阅三角垛相关的知识,探究杨辉三角的其余性质;
C 层:杨辉三角是高维的数阵,探究杨辉三角与数列的关系。
拓展作业
作业2:整理探究内容,撰写研究报告.
作业3:查阅相关资料,尝试探究发现杨辉三角的更多奥秘,比如尝试解决堆垛问题中的方垛问题、开方问题、概率问题等
尽情享受学习数学的快乐吧!
我们下节课再见!
谢谢
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