2．2 等差数列(一)
一、教学目标
1．知识与技能:通过实例，理解等差数列的概念；探索并掌握等差数列的通项公式；能在具体的问题情境中，发现数列的等差关系并能用有关知识解决相应的问题；
2. 过程与方法:让学生对日常生活中实际问题分析，引导学生通过观察，推导，归纳抽象出等差数列的概念；由学生建立等差数列模型用相关知识解决一些简单的问题，进行等差数列通项公式应用的实践操作并在操作过程中
二、教学重、难点
重点：理解等差数列的概念及其性质，探索并掌握等差数列的通项公式；
难点：概括通项公式推导过程中体现出的数学思想方法。
三、教学设想
[创设情景]
上节课我们学习了数列。在日常生活中，人口增长、教育贷款、存款利息等等这些大家以后会接触得比较多的实际计算问题，都需要用到有关数列的知识来解决。今天我们先学习一类特殊的数列。
[探索研究]
由学生观察分析并得出答案：
（放投影片）1、在现实生活中，我们经常这样数数，从0开始，每隔5数一次，可以得到数列：0，5，____,____,____,____,……
2、2000年，在澳大利亚悉尼举行的奥运会上，女子举重被正式列为比赛项目。该项目共设置了7个级别。其中较轻的4个级别体重组成数列（单位：kg）：48，53，58，63。
3、水库的管理人员为了保证优质鱼类有良好的生活环境，用定期放水清理水库的杂鱼。如果一个水库的水位为18cm，自然放水每天水位降低2.5m，最低降至5m。那么从开始放水算起，到可以进行清理工作的那天，水库每天的水位组成数列（单位：m）：18，15.5，13，10.5，8，5.5
4、我国现行储蓄制度规定银行支付存款利息的方式为单利，即不把利息加入本金计算下一期的利息。按照单利计算本利和的公式是：本利和=本金×（1+利率×寸期）.例如，按活期存入10 000元钱，年利率是0.72%。那么按照单利，5年内各年末的本利和分别是：
时间 年初本金（元） 年末本利和（元）
第1年 10 000 10 072
第2年 10 000 10 144
第3年 10 000 10 216
第4年 10 000 10 288
第5年 10 000 10 360
各年末的本利和（单位：元）组成了数列：10 072，10 144，10 216， 10 288，10 360。
思考：同学们观察一下上面的这四个数列：0，5，10，15，20，…… ①
48，53，58，63 ②
18，15.5，13，10.5，8，5.5 ③
10 072，10 144，10 216， 10 288，10 360 ④
看这些数列有什么共同特点呢？引导学生观察相邻两项间的关系，
由学生归纳和概括出，以上四个数列从第2项起，每一项与前一项的差都等于同一个常数（即：每个都具有相邻两项差为同一个常数的特点）。
[等差数列的概念]
等差数列：一般地，如果一个数列从第2项起，每一项与它的前一项的差等于同一个常数，那么这个数列就叫做等差数列。
这个常数叫做等差数列的公差，公差通常用字母d表示。那么对于以上四组等差数列，它们的公差依次是5，5，-2.5，72。
注意：⑴公差d一定是由后项减前项所得，而不能用前项减后项来求；
⑵对于数列{ },若 － =d (d是与n无关的数或字母)，n≥2，n∈N ，则此数列是等差数列，d 为公差；
(3)若d=0, 则该数列为常数列．
提问：（1）你能举一些生活中的等差数列的例子吗？
（2）如果在与中间插入一个数A，使，A，成等差数列数列，那么A应满足什么条件？
由学生回答：因为a，A，b组成了一个等差数列，那么由定义可以知道：
A-a=b-A 所以就有
由三个数a，A，b组成的等差数列可以看成最简单的等差数列，这时，A叫做a与b的等差中项。
不难发现，在一个等差数列中，从第2项起，每一项（有穷数列的末项除外）都是它的前一项与后一项的等差中项。
如数列：1，3，5，7，9，11，13…中 ，5是3和7的等差中项，1和9的等差中项。
9是7和11的等差中项，5和13的等差中项。
看来，
从而可得在一等差数列中，若m+n=p+q 则
[等差数列的通项公式]
提问：对于以上的等差数列，我们能不能用通项公式将它们表示出来呢？
⑴、我们是通过研究数列的第n项与序号n之间的关系去写出数列的通项公式的。下面由同学们根据通项公式的定义，写出这四组等差数列的通项公式。
由学生经过分析写出通项公式：
1 猜想得到这个数列的通项公式是
② 猜想得到这个数列的通项公式是
③ 猜想得到这个数列的通项公式是
④ 猜想得到这个数列的通项公式是
⑵、那么，如果任意给了一个等差数列的首项和公差d，它的通项公式是什么呢？
引导学生根据等差数列的定义进行归纳：
…
所以
……
思考：那么通项公式到底如何表达呢？
得出通项公式：以为首项，d为公差的等差数列的通项公式为：
也就是说，只要我们知道了等差数列的首项和公差d，那么这个等差数列的通项就可以表示出来了。
选讲：除此之外，还可以用迭加法和迭代法推导等差数列的通项公式：
（迭加法）： 是等差数列， （迭代法）：是等差数列，则有
所以
……
……
两边分别相加得
所以 所以
[例题分析]
例1、⑴求等差数列8，5，2，…的第20项.
⑵-401是不是等差数列-5，-9，-13，…的项？如果是，是第几项？
解：⑴由=8，d=5-8=-3，n=20，得
⑵由=-5，d=-9-（-5）=-4，得这个数列的通项公式为由题意知，本题是要回答是否存在正整数n,使得-401=-4n-1成立。
解这个关于n的方程，得n=100，即-401是这个数列的第100项。
例2：（1）在等差数列中，已知，求首项与公差d；
（2）已知数列为等差数列，求的值.
解：(1)解法一：∵，，则
所以，这个等差数列的首项是－2，公差是3．
解法二：∵,
由 得
所以，这个等差数列的首项是－2，公差是3．
例3：梯子最高一级宽33cm，最低一级宽为110cm，中间还有10级，各级的宽度成等差数列，计算中间各级的宽度．
解：设表示梯子自上而上各级宽度所成的等差数列，
由已知条件，可知：=33, =110，n=12
∴,即10=33+11 解得：
因此，
答：梯子中间各级的宽度从上到下依次是40cm，47cm，54cm，61cm，68cm，75cm，82cm，89cm，96cm，103cm.
例4：三个数成等差数列,它们的和为18,它们的平方和为116,求这三个数.
解：设这三个数为a-d,a,a+d
则
解得这三个数依次为4，6，8或8，6，4
[注]（1）设未知数时尽量减少未知数的个数.（2）结果应给出由大到小和由小到大两种情况.
例5：已知四个数成等差数列,它们的和为28,中间两项的积为40,求这四个数.
解：设这个数为a-3d, a-d, a+d,a+3d
则
解得: 或
这四个数依次为-2,4,10,16或16,10,4,-2.
例6．某市出租车的计价标准为1.2元/km，起步价为10元，即最初的4km（不含4千米）计费10元。如果某人乘坐该市的出租车去往14km处的目的地，且一路畅通，等候时间为0，需要支付多少车费？
解：根据题意，当该市出租车的行程大于或等于4km时，每增加1km，乘客需要支付1.2元.所以，我们可以建立一个等差数列来计算车费.
令=11.2，表示4km处的车费，公差d=1.2。那么当出租车行至14km处时，n=11，此时需要支付车费
答：需要支付车费23.2元。
[随堂练习] 课本39页“练习”第1、2题；
[课堂小结]
①等差数列定义：即(n≥2)
②等差数列通项公式：(n≥1)
推导出公式：
四、作业《习案》作业十一。
（n-1）个等式
2.2等差数列（二）
一、教学目标
1、掌握＂判断数列是否为等差数列＂常用的方法；
2、进一步熟练掌握等差数列的通项公式、性质及应用．
3、进一步熟练掌握等差数列的通项公式、性质及应用．
二、教学重点、难点
重点：等差数列的通项公式、性质及应用．
难点：灵活应用等差数列的定义及性质解决一些相关问题．
三、教学过程
（一）、复习
1．等差数列的定义．
2．等差数列的通项公式：
(或 =pn+q (p、q是常数))
3．有几种方法可以计算公差d:
① d=－ ② d= ③ d=
4. {an}是首项a1=1, 公差d=3的等差数列, 若an =2005,则n =( )
A. 667 B. 668 C. 669 D. 670
5. 在3与27之间插入7个数, 使它们成为等差数列,则插入的7个数的第四个数是( )
A. 18 B. 9 C. 12 D. 15
二、新课
1．性质：在等差数列{an}中,若m + n=p + q, 则am + an = ap + aq
特别地,若m+n=2p, 则am+an=2ap
例1. 在等差数列{an}中
(1) 若a5=a, a10=b, 求a15;
(2) 若a3+a8=m, 求a5+a6;
(3) 若a5=6, a8=15, 求a14;
(4) 若a1+a2+…+a5=30, a6+a7+…+a10=80,求a11+a12+…+a15.
解: (1) 2a10=a5+a15,即2b=a+a15 , ∴a15=2b﹣a;
(2) ∵5+6=3+8=11,∴a5+a6=a3+a=m
(3) a8=a5+(8﹣3)d, 即15=6+3d, ∴d=3，从而a14=a5+(14-5)d=6+9×3=33
2．判断数列是否为等差数列的常用方法：
（1） 定义法: 证明an-an-1=d (常数)
例2. 已知数列{an}的前n项和为Sn=3n2-2n, 求证数列{an}成等差数列,并求其首项、公差、通项公式.
解: 当n=1时,a1=S1=3﹣2=1;
当n≥2时,an=Sn﹣Sn﹣1=3n2﹣2n﹣ [3(n﹣1)2﹣2(n﹣1)]=6n﹣5;
∵n=1时a1满足an=6n﹣5,∴an=6n﹣5
首项a1=1,an﹣an﹣1=6(常数)
∴数列{an}成等差数列且公差为6.
（2）中项法: 利用中项公式, 若2b=a+c,则a, b, c成等差数列.
（3）通项公式法: 等差数列的通项公式是关于n的一次函数.
例3. 已知数列的通项公式为其中p、q为常数，且p≠0，那么这个数列一定是等差数列吗？
分析：判定是不是等差数列，可以利用等差数列的定义，也就是看（n＞1）是不是一个与n无关的常数。
解：取数列中的任意相邻两项（n＞1），
求差得
它是一个与n无关的数.
所以是等差数列。
课本左边“旁注”：这个等差数列的首项与公差分别是多少？
这个数列的首项。由此我们可以知道对于通项公式是形如的数列，一定是等差数列，一次项系数p就是这个等差数列的公差，首项是p+q.
如果一个数列的通项公式是关于正整数n的一次型函数，那么这个数列必定是等差数列。
[探究]
引导学生动手画图研究完成以下探究：
⑴在直角坐标系中，画出通项公式为的数列的图象。这个图象有什么特点？
⑵在同一个直角坐标系中，画出函数y=3x-5的图象，你发现了什么？据此说一说等差数列与一次函数y=px+q的图象之间有什么关系。
分析：⑴n为正整数，当n取1，2，3，……时，对应的可以利用通项公式求出。经过描点知道该图象是均匀分布的一群孤立点；
⑵画出函数y=3x-5的图象一条直线后发现数列的图象（点）在直线上，数列的图象是改一次函数当x在正整数范围内取值时相应的点的集合。于是可以得出结论：等差数列的图象是一次函数y=px+q的图象的一个子集，是y=px+q定义在正整数集上对应的点的集合。
该处还可以引导学生从等差数列中的p的几何意义去探究。
三、课堂小结：
1. 等差数列的性质； 2. 判断数列是否为等差数列常用的方法．
四、课外作业
1.阅读教材第110～114页； 2.教材第39页练习第4、5题．
作业：《习案》作业十二
