高中 数学 探究发现活动 挑战难度 数列

探究存钱计划表的前 n 项和

存钱计划表 · 前 n 项和 · 数形结合

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选取 存钱计划表 等学具,先猜想再测算 前 n 项和,学习用数形结合整理数据并归纳规律。

配套虚拟仿真:探究存钱计划表的前 n 项和(虚拟探究)

选取 存钱计划表 等学具,先猜想再测算 前 n 项和,学习用数形结合整理数据并归纳规律。

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探究目的

  • 学会使用数列卡片、直尺测算并记录 存钱计划表 的 前 n 项和。
  • 会用数形结合研究 存钱计划表 的 前 n 项和,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 前 n 项和 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

数列卡片
直尺
量角器
计算器
随机数表
小球与轨道

探究步骤

1

准备学具

按探究要求选取并检查学具:数列卡片、直尺、量角器、计算器,确认齐全可用。

2

提出猜想

先根据已有经验对 存钱计划表 的 前 n 项和 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 数据的组数),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 存钱计划表 的 前 n 项和 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 前 n 项和 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,存钱计划表 的 前 n 项和 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。

作图时用铅笔轻画,保留必要的辅助线便于检查。

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