第二课时
●课 题
§3.4.2 等比数列(二)
●教学目标
(一)教学知识点
1.等比中项概念.
2.等比数列定义及通项公式.
(二)能力训练要求
1.灵活应用等比数列的定义及通项公式.
2.深刻理解等比中项概念.
3.掌握等比数列的性质.
(三)德育渗透目标
1.提高学生的数学素质.
2.增强学生的应用意识.
●教学重点
1.等比中项的理解与应用.
2.等比数列定义及通项公式的应用.
●教学难点
灵活应用等比数列定义、通项公式、性质解决一些相关问题.
●教学方法
启发引导式教学法
启发引导学生自己发现知识,从而使学生掌握.
●教学过程
Ⅰ.复习回顾
[师]上节课,我们主要学习了……
[生]等比数列定义:=q(q≠0,q≥2),
等比数列通项公式:an=a1·qn-1(a1,q≠0)
Ⅱ.讲授新课
[师]根据定义、通项公式,再与等差数列对照,看等比数列具有哪些性质
[生](1)若a,A,b成等差数列a=,A为等差中项.
[师]那么,如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,……
[生]则即,即G2=ab
[师]反之,若G2=ab,则,即a,G,b成等比数列
∴a,G,b成等比数列G2=ab (a·b≠0)
总之,如果在a与b中间插入一个数G,使a,G,b成等比数列,那么称这个数G为a与b的等比中项.
即G=±,(a,b同号)
[师]另外,在等差数列中,若m+n=p+q,则am+an=ap+aq,那么,在等比数列中呢?
由通项公式可得:am=a1qm-1,an=a1qn-1,ap=a1qp-1,aq=a1·qq-1
不难发现:am·an=a12qm+n-2,ap·aq=a12qp+q-2
若m+n=p+q,则am·an=ap·aq
[师]下面看应用这些性质可以解决哪些问题
[例1]在等比数列{an}中,若a3·a5=100,求a4.
分析:由等比数列性质,若m+n=p+q,则am·an=ap·aq可得
解:∵在等比数列中,∴a3·a5=a42
又∵a3·a5=100,∴a4=±10.
[例2]已知{an}、{bn}是项数相同的等比数列,求证{an·bn}是等比数列.
分析:由等比数列定义及通项公式求得.
解:设数列{an}的首项是a1,公比为p;{bn}的首项为b1,公比为q.
则数列{an}的第n项与第n+1项分别为a1pn-1,a1pn
数列{bn}的第n项与第n+1项分别为b1qn-1,b1qn.
数列{an·bn}的第n项与第n+1项分别为a1·pn-1·b1·qn-1与a1·pn·b1·qn,即为
a1b1(pq)n-1与a1b1(pq)n
∵=pq
它是一个与n无关的常数,∴{an·bn}是一个以pq为公比的等比数列.
特别地,如果{an}是等比数列,c是不等于0的常数,那么数列{c·an}是等比数列.
[例3]三个数成等比数列,它们的和等于14,它们的积等于64,求这三个数.
解:设m,G,n为此三数
由已知得::m+n+G=14,m·n·G=64,
又∵G2=m·n,∴G3=64,∴G=4,∴m+n=10
∴
即这三个数为2,4,8或8,4,2.
评述:结合已知条件与定义、通项公式、性质,选择解题捷径.
Ⅲ.课堂练习
[生](自练)课本P126练习4.
4.由下列等比数列的通项公式,求首项与公比.
(1)an=2n;(2)an=·10n
解:(1)由an=2n得a1=2,a2=22,∴q==2
(2)由an=·10n,得a1=,a2=25,∴q==10.
[生](板演)课本P128练习5
5.(1)求45与80的等比中项;(2)已知b是a与c的等比中项,且abc=27,求b.
解:(1)由题意设45与80的等比中项为G,则G2=45×80,∴G=±60
(2)由已知得b2=ac,又∵abc=27,∴b=3
答案:(1)45与80的等比中项为60或-60;(2)b=3
Ⅳ.课时小结
本节主要内容为:(1)若a,G,b成等比数列,则G2=ab,G叫做a与b的等比中项.
(2)若在等比数列中,m+n=p+q,则am·an=ap·aq
Ⅴ.课后作业
(一)课本P127习题3.4 6,7,8
(二)1.预习课本P127~P128
2.预习提纲:
(1)等比数列前n项求和公式;
(2)如何推导等比数列的前n项求和公式
●板书设计
§3.4.2 等比数列(二)
1.定义
等比中项
(1)G2=aba、G、b成等比数列
(2)若m+n=p+q,则am·an=ap·aq
2.例题讲解
复习回顾
课时小结
网站:http://www.zbjy.cn 论坛:http://bbs.zbjy.cn 版权所有@中报教育网§3.4 等比数列
课时安排
2课时
从容说课
等比数列是又一特殊数列,它与前面我们刚刚所探讨过的等差数列仅有一字之差,所以我们可用比较法来学习等比数列的相关知识。在深刻理解等差数列与等比数列的区别与联系的基础上,牢固掌握等比数列的相关知识。
本节可从等比数列的“等比”的特点入手,结合具体的例子来学习等比数列的概念。同时,还要注意“比”的特性。在学习等比数列的定义的基础上,导出等比数列的通项公式以及一些常用性质。等比数列的概念及等比数列的通项公式是本节的重点。
通过对本节的学习,要深刻理解等比数列的概念,牢固掌握等比数列的通项公式,并要会用公式解决一些简单的问题。
第一课时
●课 题
§3.4.1 等比数列(一)
●教学目标
(一)教学知识点
1.等比数列的定义.
2.等比数列的通项公式.
(二)能力训练要求
1.掌握等比数列的定义.
2.理解等比数列的通项公式及推导.
(三)德育渗透目标
1.培养学生的发现意识.
2.提高学生创新意识.
3.提高学生的逻辑推理能力.
4.增强学生的应用意识.
●教学重点
等比数列的定义及通项公式.
●教学难点
灵活应用等比数列的定义式及通项公式解决一些相关问题.
●教学方法
比较式教学法
采用比较式数学法,从而使学生抓住等差数列与等比数列各自的特点,以便理解、掌握与应用.
●教具准备
幻灯片一张:记作§3.4.1
1.等差数列定义:an-an-1=d(n≥2)(d为常数)
2.等差数列性质:(1)若a,A,b成等差数列,则A=,(2)若m+n=p+q,则am+an=ap+aq.(3)Sk,S2k-Sk,S3k-S2k…成等差数列.
3.等差数列的前n项和公式:Sn==na1+d
●教学过程
Ⅰ.复习回顾
[师]前面几节课,我们共同探讨了等差数列,现在我们再来回顾一下等差数列的主要内容.(师生共同完成以下活动)
(打出幻灯片§3.4.1)
Ⅱ.讲授新课
[师]下面我们来看这样几个数列,看其又有何共同特点
1,2,4,8,16,…,263; ①
5,25,125,625,…; ②
1,-,…; ③
[生]仔细观察数列,寻其共同特点.
对于数列①,an=2n-1;=2(n≥2)
对于数列②,an=5n;=5(n≥2)
对于数列③,an=(-1)n+1·=- (n≥2)
共同特点:从第二项起,第一项与前一项的比都等于同一个常数.
[师]也就是说,这些数列从第二项起,每一项与前一项的比都具有“相等”的特点.
1.定义
等比数列:一般地,如果一个数列从第二项起,每一项与它的前一项的比等于同一个常数,那么这个数列就叫做等比数列.这个常数叫做等比数列的公比;公比通常用字母q (q≠0) 表示,即an∶an-1=q(q≠0)
如:数列①,②,③都是等比数列,它们的公比依次是2,5,-.与等差数列比较,仅一字之差.
总之,若一数列从第二项起,每一项与其前一项之“差”为常数,则为等差数列,之“比”为常数,则为等比数列,此常数称为“公差”或“公比”.
注意:(1)公差“d”可为0;(2)公比“q”不可为0.
[师]等比数列的通项公式又如何呢
2.等比数列的通项公式
[师]请同学们想想等差数列通项公式的推导过程,试着推一下等比数列的通项公式.
解法一:由定义式可得:a2=a1q,a3=a2q=(a1q)q=a1q2,a4=a3q=(a1q2)q=a1q3,…,an=an-1q=a1qn-1(a1,q≠0),n=1时,等式也成立,即对一切n∈N*成立.
解法二:由定义式得:(n-1)个等式
若将上述n-1个等式相乘,便可得:
,
即an=a1·qn-1(n≥2)
当n=1时,左=a1,右=a1,所以等式成立
∴等比数列通项公式为:an=a1·qn-1(a1,q≠0)
如:数列①,an=1×2n-1=2n-1(n≤64)
[生]写出数列②③的通项公式
数列②:an=5×5n-1=5n,数列③:an=1×(-)n-1=(-1)n-1与等差数列比较,两者均可用归纳法求得通项公式.
或者,等差数列是将由定义式得到的n-1个式子相“加”,便可求得通项公式;而等比数列则需将由定义式得到的n-1个式子相“乘”,方可求得通项公式.
[师]下面看一些例子:
[例1]培育水稻新品种,如果第一代得到120粒种子,并且从第一代起,由以后各代的每一粒种子都可以得到下一代的120粒种子,到第5代大约可以得到这个新品种的种子多少粒(保留两个有效数字)
分析:下一代的种子数总是上一代种子数的120倍,逐代的种子数可组成一等比数列,然后可用等比数列的有关知识解决题目所要求的问题.
解:由题意可得:逐代的种子数可组成一以a1=120,q=120的等比数列{an}.
由等比数列通项公式可得:an=a1·qn-1=120×120n-1=120n∴a5=1205≈2.5×1010.
答:到第5代大约可以得到种子2.5×1010粒.
评述:遇到实际问题,首先应仔细分析题意,以准确恰当建立数学模型.
[例2]一个等比数列的第3项与第4项分别是12与18,求它的第1项与第2项.
分析:应将已知条件用数学语言描述,并联立,然后求得通项公式.
解:设这个等比数列的首项是a1,公比是q,
则:
②÷①得:q= ③
③代入①得:a1=,∴an=a1·qn-1=,8.
答:这个数列的第1项与第2项分别是和8.
评述:要灵活应用等比数列定义式及通项公式.
Ⅲ.课堂练习
[生](自练)课本P126练习1,2
1.求下面等比数列的第4项与第5项:
(1)5,-15,45,……;(2)1.2,2.4,4.8,……;(3),……;(4)…….
解:(1)∵q==-3,a1=5
∴an=a1qn-1=5·(-3)n-1
∴a4=5·(-3)3=-135,
a5=5·(-3)4=405.
(2)∵q==2,a1=1.2
∴an=a1·qn-1=1.2×2n-1
∴a4=1.2×23=9.6,
a5=1.2×24=19.2
(3)∵q=÷
∴an=a1qn-1=
∴a4=,
a5=
(4)∵q=1÷
∴an=a1qn-1=
∴a4=.
2.(1) 一个等比数列的第9项是,公比是-,求它的第1项.
解:由题意得a9=,q=-
∵a9=a1q8,∴,
∴a1=2916
答:它的第1项为2916.
(2)一个等比数列的第2项是10,第3项是20,求它的第1项与第4项.
解:由已知得a2=10,a3=20.在等比数列中
∵=q=2,
∴a1==5,a4=a3q=40.
答:它的第1项为5,第4项为40.
3.已知{an}是无穷等比数列,公比为q.
(1)将数列{an}中的前k项去掉,剩余各项组成一个新数列,这个数列是等比数列吗?如果是,它的首项和公比各是多少?
解:设{an}为a1,a2,…,ak,ak+1,…
则去掉前k项的数可列为:ak+1,ak+2,…,an,…
可知,此数列是等比数列,它的首项为ak+1,公比为q.
(2)取出数列{an}中的所有奇数项,组成一个新的数列,这个数列是等比数列吗?如果是,它的首项和公比各是多少?
解:设{an}为:a1,a2,a3,…,a2k-1,a2k,…,取出{an}中的所有奇数项,分别为:a1,a3,a5,a7,…,
a2k-1,a2k+1,…
∵=q2(k≥1)
∴此数列为等比数列,这个数列的首项是a1,公比为q2.
(3)在数列{an}中,每隔10项取出一项,组成一个新的数列,这个数列是等比数列吗?如果是,它的公比是多少?
解:设数列{an}为:a1,a2,…,an,…
每隔10项取出一项的数可列为:a11,a22,a33,……
可知,此数列为等比数列,其公式为:.
评述:注意灵活应用等比数列的定义式和通项公式.
Ⅳ.课时小结
[师]本节课主要学习了等比数列的定义,即=q(q≠0,q为常数,n≥2)
等比数列的通项公式:an=a1·qn-1(n≥2)及推导过程.
Ⅴ.课后作业
(一)课本P127习题3.4 1
(二)1.预习内容:课本P125~P126
2.预习提纲:
(1)什么是等比中项 (2)等比数列有哪些性质 (3)怎样应用等比数列的定义式、通项公式以及重要性质解决一些相关问题.
●板书设计
§3.4.1 等比数列(一)
1.定义
2.通项公式推导
an=a1qn-1(a1,q≠0)
3.例题
①②
①
②
…
n-1
网站:http://www.zbjy.cn 论坛:http://bbs.zbjy.cn 版权所有@中报教育网●备课资料
参考练习题
1.数列{an}的前n项之和是Sn=an+b(a、b为常数且a≠0,1),问数列{an}是等比数列吗?若是,写出通项公式;若不是,说明理由.
分析:利用等比数列的定义解题.
解:a1=S1=a+b,当n≥2时,an=Sn-Sn-1=(a-1)an-1,
又a1=(a-1)·a0=a-1,
∴若a-1≠a+b,即b≠-1时,显然数列{an}不是等比数列.
若a-1=a+b,即b=-1时,由an=(a-1)an-1(n≥1),得(n≥2),
故数列{an}是等比数列.
2.已知Sn是数列{an}的前n项和,Sn=pn,那么数列{an}是
A.等比数列 B.当p≠0时为等比数列
C.当p≠0,p≠1时为等比数列 D.不可能为等比数列
答案:D
3.已知等比数列x,-,y,-,…,求x,y.
答案:x=,y=
4.已知数列{an}是等比数列,首项为a1,公比不等于1,又其中有连续三项分别是一等差数列的第t,k,p项,求数列{an}的通项公式.
分析一:先从等比数列入手解决问题.
解法一:设符合题设的等比数列{an}中的连续三项为am,am+1,am+2,则:
am+1=amq,am+2=am+1q,(q为公比)
两式相减,得q=
又am+1=am+(k-t)d,即am+1-am=(k-t)d
同理am+2-am+1=(p-k)d(d为公差),故q=
∴所求通项公式为:an=a1()n-1.
分析二:先从等差数列入手解决问题.
解法二:设等差数列为{bn},公差为d,
则
由题设知,bt,bk,bp是等比数列{an}中的连续三项,故q=
利用等比定理,可得:
∴q=,an=a1()n-1.
5.已知数列{an}为等比数列,a1+a3=10,a4+a6=,求a4的值.
分析:要求a4可以先求an,这样求基本量a1和q的值就成了关键,结合条件考虑运用方程思想解决.
解:设此数列的公比为q,由已知得:
由a1≠0,1+q2≠0,②÷①得,q3=q=a1=8.a4=a1q3=8×=1.
评述:本题在求基本量a1和q时,运用方程思想把两个方程相除达到消元的目的,此法应重视.
6.公差不为0的等差数列{an}中,a2,a3,a6,依次成等比数列,则公比等于
A. B.
C.2 D.3
解:设an=a1+(n-1)d,∴a2=a1+d,a3=a1+2d,a6=a1+5d
又∵a32=a2·a6, 即(a1+2d)2=(a1+d)(a1+5d),∴d=-2a1,
∴=3.
答案:D
●备课资料
参考练习题
1.已知数列{an}为等比数列,且an>0,a2a4+2a3a5+a4a6=25,那么a3+a5的值等于
A.5 B.10
C.15 D.20
分析:要确定一个等比数列,必须有两个独立条件,而这里只有一个条件,故用先确定基本量a1和q,再求a3+a5的方法是不行的,而应寻求a3+a5整体与已知条件之间的关系.
解法一:设此等比数列的公比为q,由条件得a1q·a1q3+2a1q2·a1q4+a1q3·a1q5=25
即a12q4(q2+1)2=25,又an>0,得q>0,
∴a1q2(q2+1)=5
a3+a5=a1q2+a1q4=a1q2(q2+1)=5,
解法二:∵a2a4+2a3a5+a4a6=25
由等比数列性质得a32+2a3a5+a52=25
即(a3+a5)2=25,又an>0,∴a3+a5=5
评述:在运用方程思想方法的过程中,还要注意整体观念,善于利用等比数列的性质,以达到简化解题过程、快速求解的目的.
2.有四个数,前三个数成等比数列,其和为19,后三个数成等差数列,其和为12,求此四数.
解:设所求的四个数分别为a,x-d,x,x+d,
则
解得x=4,代入①②得,解得
故所求四个数为25,-10,4,18或9,6,4,2.
3.在数列{an}和{bn}中,an>0,bn>0,且an,bn,an+1成等差数列,bn,an+1,bn+1成等比数列,a1=1,b1=2,a2=3,求an∶bn的值.
分析:关键是求出两个数列的通项公式.根据条件,应注意两个数列之间的联系及相互转换.
解:由题意知:
∴an+1=,
an=(n≥2)
代入①得2bn=
即2(n≥2)
∴{}成等差数列,设公差为d
又b1=2,b2=,
∴d=
∴,当n≥2时,an=③,且a1=1时适合于③式,故.
评述:对于通项公式有关系的两个数列的问题,一般采用消元法,先消去一个数列的项,并对只含另一个数列通项的关系进行恒等变形,构造一个新的数列.
4.设x>y>2,且x+y,x-y,xy,能按某种顺序构成等比数列,试求这个等比数列.
分析:先由x>y>2,可知x-y<x+y<xy,下来只需讨论和x-y的大小关系,分成两种情况讨论.
解:∵x>y>2,x+y>x-y,xy>x+y,
而<1<x-y,
当<x-y时,由,x-y,x+y,xy顺次构成等比数列.
则有,
解方程组得x=7+5,y=5+,
∴所求等比数列为.
当>x-y时,由x-y,,x+y,xy顺次构成等比数列
则有
解方程组得y=,这与y>2矛盾,故这种情况不存在.
5.有四个数,前三个数成等比数列,后三个数成等差数列,首末两项的和为21,中间两项的和为18,求这四个数.
分析一:从后三个数入手.
解法一:设所求的四个数为,x-d,x,x+d,根据题意有:
,
解得
∴所求四个数为3,6,12,18或.
分析二:从前三数入手.
解法二:设前三个数为,x,xq,则第四个数为2xq-x.
依题设有,
解得
故所求的四个数为3,6,12,18或.
分析三:从首末两项的和与中间两项的和入手.
解法三:设欲求的四数为x,y,18-y,2-x,由已知得:
解得
∴所求四数为3,6,12,18或.
6.在等比数列中,a1=1,q∈R且|q|≠1,若am=a1a2a3a4a5,则m等于
A.9 B.10
C.11 D.12
分析:∵am=a1a2a3a4a5=a15q1+2+3+4=a15q10=a15q11-1
又∵a1=1,∴am=q11-1,∴m=11.
答案:C
7.非零实数x、y、z成等差数列,x+1、y、z与x、y、z+2分别成等比数列,则y等于
A.10 B.12
C.14 D.16
分析:由已知得
答案:B
①②
①
②
③
①
②
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