一类数列通项公式的求法教案
教学目的
(1)使学生掌握由递推关系式表示的数列通项公式的求法;
(2)通过探求由递推关系式表示的数列通项公式的过程,培养学生
观察、分析、提出问题和解决问题的能力.
教学过程
一、引入新课
师:通过前几节课的学习,我们看到表示数列的方法是多种多样的.
例如,用通项公式an=f(n)表示;用数列的前n项之和Sn与通项an的关
系式表示;用初始项和递推关系式表示.
今天,我们来研究用初始项和递推关系式表示的数列的通项公式的
求法.先看一个简单的例子.
[例 1] 已知某数列{an}的首项a1=1,且an=2an-1+1(n≥2),求此
数列的通项公式.
题中an=2an-1+1(n≥2)不是此数列的通项公式,它仅揭示了数列中
相邻两项之间的关系,我们称它为数列项的递推关系式.我们已经学过
两种重要数列:等差数列和等比数列.它们的通项公式以及有关性质是
我们所熟悉的.因此,我们可否设法通过变形转化为等差数列或等比数
列,而使问题得到解决呢?
(学生相互讨论,教师巡视,启发学生.当学生发现解法后,请一
学生回答.)
生:在递推公式两边同时加上1,得
an+1=2an-1+2=2(an-1+1),
即
这说明数列{an+1}是一个以a1+1=2为首项,公比为2的等比数列.
于是,由等比数列的通项公式,得an+1=2·2n-1=2n.
∴an=2n-1.
师:回顾一下这个例题的解题过程:
(1)该数列的通项公式是通过变形将其化为等比数列后求得的;
(2)调整递推关系,引入一个新的辅助数列{an+1}.而这个辅助数
列是我们所熟悉的等比数列.
[引导学生自己归纳出解法特点,养成学生解题后思考的良好习
惯.]
师:如果我们将例1中递推关系的系数稍加变化,你们能求出它
的通项公式吗?
有的同时加上30;也有的同时加上50,……学生的亲自实践均未
成功.在大部分学生试验都失败的情况下教师加以启发.)
师:你们在递推关系两边同时加上-75再试一试.
(指定一位学生板演,此时学生感到意外的是不理解为什么要在两
边加-75.)
生:老师,为什么加上-75呢?如果递推关系中的系数再变化,
又该加什么呢?
师:此题怎么想到了要加上-75呢?如果递推关系式中的系数再
变化又该怎么解?
这就需要我们来寻求解这类问题的一般规律.上面问题的一般形式
可以用例3来描述.
[例 3] 已知数列{an}的项满足
其中c≠1.证明这个数列的通项公式是
师:由例1、例2的启发,在递推关系式两边加上一个适当的常数
y,使得数列{an+y}构成一个等比数列,然后通过等比数列{an+y}的通
项公式来求得数列{an}的通项公式.问题的关键是怎样确定常数y.下
面我们用待定系数法来求出y的值.
设在递推关系式
an+1=can+d
①
的两边同时加上常数y,使得
an+1+y=c(an+y),
②
这时数列{an+y}便是一个以a1+y为首项,c为公比的等比数列.
思考:当c=1或 d=0时,如何写出它们的通项公式.(学生回答:
略)
师:前面我们掌握了以递推关系式“an=can-1+d”表示的数列的
通项公式的求法,下面几个不是这类题型的题目,你们能否将它们转化
为“an=can-1+d”型后再求出它们的通项公式?
二、课堂练习
[解:由递推关系式的特点,可用倒数代换:
令bn=log2an,则上式转化为“an+1=can+d”型.]
从而
故
三、小 结
通过这节课,我们看到由递推关系式给出的数列通项公式的求法大
致有两种:
(1)对于“an+1=can+d”型.我们总可以通过等比数列{an+y}来求
出它的通项公式,
其中
(2)有些题可利用代换将其化为“an+1=can+d”的形式来解决.
四、布置作业
1.已知数列{an}满足a1=1,a2=5,且an+1=3an-2an-1,求数列{an}的
通项公式.
2.已知数列{an}满足a1=a2=1,且an+1=an+an-1,求数列{an}的通项
公式.
3.设数列{an}的 a1、a2为已知,且an+1=pan+qan-1(p、q为常数),求
数列{an}的通项公式.
自我评述
(1)递推数列在现行中学教材中,所占篇幅极小(只通过三个习题反
映这一内容).但其重要性却不容忽视.首先它是给出数列的一种重要
方法;其次,递推数列的题目综合了函数、恒等变形、方程、不等式、极限
等中学数学中的基础知识,涉及到数学中的换元法,待定系数法,数学
归纳法等重要方法,对培养学生的逻辑思维和推理论证等能力具有重要
意义、此外,许多与自然数有关的题目常常可归纳为求某数列的通项公
式的问题,而要求得该数列的通项公式往往又是很困难的,这时若能根
据题设构造出递推关系,先把这个数列确定下来,然后再求出该递推数
列的通项公式,即可使问题得到解决.
(2)教材上的题:
已知数列{an}的项满足
其中c≠1.证明这个数列的通项公式是
这是以证明题的形式出现的,处理这类题目,不能仅仅满足于证出
结果.特别是某些在数学思想方法上有代表性的题目,要挖掘解题的思
考过程以及规律被揭示的过程.
(3)上好一节课,我们追求的是总体最佳效果.本节课安排了三个
例题、三个课堂练习题以及三个课外作业题.
一节课的素材虽然准备得很充分,但若搭配布局安排不当,就可能
降低学生对所教内容的理解水平,不能充分发挥教材在培养学生思维品
质方面的作用.因此,在设计教案时应该重视一节课各部分、各环节间
相互联系的功能所形成的最佳结构,以发挥整个教学系统由于配合协调
而产生的联合效应与整体功能.