高中 数学 动手操作活动 挑战难度 数列

台阶模型的公差或公比的记录与整理

台阶模型 · 公差或公比 · 数形结合

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借助 砝码、抛物线模型 完成探究,比较不同条件下 公差或公比 的差异。

配套虚拟仿真:台阶模型的公差或公比的记录与整理(虚拟探究)

借助 砝码、抛物线模型 完成探究,比较不同条件下 公差或公比 的差异。

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探究目的

  • 学会使用砝码、抛物线模型测算并记录 台阶模型 的 公差或公比。
  • 会用数形结合研究 台阶模型 的 公差或公比,知道如何设置对照与重复测算。
  • 理解并归纳:等差数列前 n 项和等于首末两项之和与项数乘积的一半。

数学原理

等差数列前 n 项和等于首末两项之和与项数乘积的一半。

等比数列的通项等于首项乘以公比的 (n-1) 次方。

本实验以数形结合为基础,只改变一个因素、保持其他条件相同,通过比较不同条件下 公差或公比 的变化来猜想并验证规律。

关键关系式 / 结论 S_n = n(a₁ + a_n) / 2

学具准备

砝码
抛物线模型
随机数表
圆规
圆锥截面模型
几何画板

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:砝码、抛物线模型、随机数表、圆规,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 台阶模型 的 公差或公比 作出猜想,说明猜想的依据。

3

设计对照

确定要研究的变量(如 图形的形状),设计"只改变一个因素、其他条件相同"的对照方案。

4

动手探究

按方案操作,改变研究的条件,测算并记录 台阶模型 的 公差或公比 的变化情况。

5

重复测算

每种条件至少重复 3 次,把结果整理到表格中,保证结论可靠。

6

归纳规律

比较不同条件下 公差或公比 的差异,必要时画出图形或图像,找出其中的规律。

7

得出结论

结合原理写出结论,并分析可能影响结果的因素。

探究结果

改变条件后,台阶模型 的 公差或公比 随之变化,重复测算的结果基本一致。

探究结论

结论

通过探究可以归纳出:等差数列前 n 项和等于首末两项之和与项数乘积的一半。

注意事项

请遵守以下操作与安全要求

数据要完整记录,异常值应说明取舍理由,不能随意剔除。

使用圆规、剪刀时注意针尖和刀口方向,不要对着自己或同学。

涉及弹簧、小球等模型时注意放置稳固,防止滑落。

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