谈等比数列求和公式的教学顺序

发表时间:2020/7/24   来源:《教育学文摘》2020年3月8期   作者:洪开科
[导读] 等比数列求和的两个公式,教材先推导无末项的求和公式,
        摘要:等比数列求和的两个公式,教材先推导无末项的求和公式,再得出有末项的求和公式。我改变了顺序,先是推导有末项的求和公式,再得出无末项的求和公式。从而学生能理解更好,记得更牢,做题成功率更高。
        关键词:有末项的求和公式,无末项的求和公式,错位相减法,顺序决定格局,顺序决定效率,顺序决定成败,顺序会造成学生做题的明显差别。
正文
        顺序决定方法,顺序决定理解,顺序决定记忆,顺序决定格局,顺序决定效率,顺序决定成败。在象棋、围棋里有两步是接着要走的,但是这两步的顺序变化,可能会引发对方不同的应对策略,从而改变格局,影响胜负与拼杀的时间。等比数列求和的两个公式的教学顺序也是如此。我改变了教材中两个公式教学顺序如下:
        ∵ Sn=a1+a2+a3+…+an-1+an      ① 
        ∴ qSn=a1q+a2q+a3q+…+an-1q +anq   ②
       
        而教材是先推导无末项的求和公式,再得出有末项的求和公式。我改变了顺序,一是与等差数列求和公式相对应,先是推导有末项的求和公式,再得出无末项的求和公式。二是体现了对“错位相减法”的理解,是前n项的和Sn的等式两边同乘以公比q,再将两式相减,中间的项错位相消了,剩下一式的首项a1减去二式末项anq。三是能更好的记忆,由有末项的求和公式很容易写出无末项的求和公式,反之把无末项的求和公式放在首位的,往往不记得有末项的求和公式。四是顺序决定格局,顺序决定效率,顺序决定成败。
        我有过一个案例,高二分班后,一次考试的选择题:
        设f(n)=1+2+22+23+…+22n(n∈N且n≥3), 则f(n)等于(     )
        A.2n-1      B.2n+1-1       C.22n-1     D.22n+1-1
        考完后我要学生将等比数列的两个求和公式默写交上来。两个班116个学生统计结果为:
        一、先写出有末项的求和公式76人全部做对100%;
        二、先写出无末项的求和公式再写出有末项的求和公式22人,只10人做对约占45%,另12人由于高一的老师按教材以无末项的求和公式为主,虽然写出有末项的求和公式,但顺序决定了方法,他们还是用无末项的求和公式去算,将项数搞错了;
        三、只写出无末项的求和公式而不知有末项的求和公式13人只有3人做对约占23%,另10人做错;
        四、写错与不会写的共 5人,猜对1人占20%。
        因此改变教材中等比数列两个求和公式的教学顺序,能理解更好,记得更牢,做题成功率更高。特别是知道末项的等比数列求和,如果用有末项的求和公式去算,根本不用考虑项数,犯错的机会都没有,并且速度更快。
       
        例1.2014年江西高考题:
        已知首项都是1的两个数列{an},{bn}(bn≠0,n∈N*),满足anbn+1-an+1bn+2bn+1bn=0.
       
        例3.2017年天津高考题:
        已知{an}为等差数列,前n项和为Sn,{bn}是首项为2的等比数列,且公比大于0,b2+b3=12,b3=a4-2a1,S11=11b4.
(1)求{an},{bn}的通项公式;   (2)求数列{a2nb2n-1}的前n 项和.
        解析:(1)依题b1 =2,2q+2q2 =12,即q2+q-6 =0,由q>0解得q=2,∴bn=2n
        又b3=a4-2a1,∴3d-a1=8,由S11=11b4,得a1+5d =16,
        联立3d-a1=8解得d=3,a1=1,∴an=3n-2.
(2)∵a2nb2n-1=(6n-2)·22n-1 =(3n-1)·4n,设Tn=2?41+5?42+8?23+…+(3n-1)?4n,
则4Tn=2?42+5?43+8?24+…+(3n-1)?4n+1,相减得,-3Tn=8+3(42+43+…+4n)-(3n-1)?4n+1,

        解析:这是首项为2,公比为8的等比数列的求和问题,用有末项的求和公式容易求得D。若用无末项的求和公式,首先要求出项数是n+4,再用求和公式。

        参考文献:
        [1]普通高中课程标准实验教科书 数学 必修5
        [2]2014年数学高考真题
        [3]2016年数学高考真题
        [4]2017年数学高考真题
        [5]2006年数学高考真题

       
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