课件20张PPT。九连环与数列九连环的历史背景:九连环是中国的
一种古老的智力
游戏。
在《红楼梦》
第七回中就有
过林黛玉解九
连环的描述:“谁知此时黛玉不在自己房中,却在宝玉房中大家解九连环顽呢。”
九连环的历史背景:惠施多方,其书五车,其道舛驳,其言也不中。历物之意,曰:“至大无外,谓之大一;至小无内,谓之小一。无厚,不可积也,其大千里。天与地卑,山与泽平。日方中方睨,物方生方死。大同而与小同异,此之谓‘小同异’;万物毕同毕异,此之谓‘大同异’。南方无穷而有穷。今日适越而昔来。连环可解也。我知天下之中央,燕之北、越之南是也。氾爱万物,天地一体也。”——《庄子·天下篇》
九连环的结构状态提出问题完全解开状态原始状态如果把,解下(或套上)一环记为一步,那么将原始状态的九连环解开到完全解开状态,最少需要多少步?动手操作、体会解法规则1、第一环可以自由解下(或套上)。
2、第二环可以和第一环一起解下(或套上),却不能在第一环已解下的情况下再下(或套上)。
3、当n>2时,欲解下(或套上)第n环,必须使得第(n-1)环在手柄上,前(n-2)环都不在手柄上
4、解下或套上同一环所需步骤是互逆的,故步骤数一致。思考、猜想:1、解下第1环,最少需要几步?如何解?
2、解下前2环,最少需要几步?如何解?
3、解下前3环,最少需要几步?如何解?
4、解下前4环,最少需要几步?如何解?1、解下第1环,最少需要1步,
解法:①下
2、解下前2环,最少需要2步,
解法:②下①下
3、解下前3环,最少需要5步,
解法:①下③下①上,②下①下
4、解下前4环,最少需要10步,
解法:②下①下④下①上②上,①下③下①上②下①下猜想、探究1、解下前5环的最少步骤数为多少?
解法呢?
2、为了更好地描述,计算这一问题,我们可以借助数列这个数学模型来表示“解开前n环所需最少步骤数”
记数列{an}:
an=解开前n环所需最少步骤数
猜想、探究通过前面的计算我们知道:
a1=1,a2=2,a3=5,a4=10,
通过分析解法,我们猜想规律:
当n>2时,an=2an-2+an-1+1
故,a5=2a3+a4+1=2×5+10+1=21
解法为:
①下③下①上②下①下⑤下①上②上①下③上①上,
②下①下④下①上②上①下③下①上②下①下
思考、探究我们来仔细分析第三、四条解法规则:
3、当n>2时,欲解下(或套上)第n环,必须使得第(n-1)环在手柄上,前(n-2)环都不在手柄上
4、解下或套上同一环所需步骤是互逆的,故步骤数一致。我们考虑解下前n环(n>2)需要哪些重要环节。思考、探究、验证欲解下前n环(n>2)需要以下2个重要环节:
1、解下第n环,此时第(n-1)环必还在环柄上,前(n-2)环都不在环柄上。
要完成该环节,一共需要(1+an-2)步
2、解下第(n-1)环。
要完成该环节,只需把前(n-2)环套上,然后再解下前(n-1)环即可,一共需要(an-2+an-1)
故:当n>2时,an=2an-2+an-1+1结果应用,解决问题利用上述公式我们可以计算a9
a1=1; a2=2;
a3=a2+2a1+1=2+2+1=5;
a4=a3+2a2+1=5+4+1=10;
a5=a4+2a3+1=10+10+1=21;
a6=a5+2a4+1=21+20+1=42;
a7=a6+2a5+1=42+42+1=85;
a8=a7+2a6+1=85+84+1=170;
a9=a8+2a7+1=170+170+1=341;深入探究请同学们运用已学的数列知识,求出这个数列的通项公式。
1、该数列{an}满足:
a1=1,a2=2,当n>2时,an=2an-2+an-1+1
2、求该数列通项的方法:
待定系数法(要用三次)
知识应用课时小结1、九连环的历史背景
2、九连环的解法规则
3、利用数列知识解决“最少步骤解九连环”问题
4、巩固了待定系数法求数列通项谢谢大家