Giáo án Đại số và Giải tích Lớp 11 (CV5512) - Chương 3: Dãy số – Cấp số cộng, cấp số nhân - Bài 3: Cấp số cộng

TÊN BÀI: CẤP SỐ CỘNG I. Mục tiêu của bài Kiến thức: Học sinh nắm được: Định nghĩa cấp số cộng: xác định công sai, số hạng đầu và số hạng tổng quát của cấp số cộng. Cách tính tổng n số hạng đầu tiên của cấp số cộng. Một số tính chất của cấp số cộng Kỹ năng: Sau khi học xong bài này, học sinh cần tính được các số hạng, công sai của cấp số cộng. Giải được một số dạng toán về cấp số cộng. Thái độ: Tự giác tích cực trong học tập. Biết phân biệt rõ các khái niện cơ bản và vận dụng trong từng trường hợp cụ thể. Tư duy các vấn đề của toán học một cách logic và hệ thống. Đinh hướng phát triển năng lực: Qua bài học, GV đặt các caau hỏi gợi mở giúp HS phát triển năng lực tự học cũng như năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề, ngoài ra hoạt động nhóm sẽ nâng cao năng lực hợp tác giữa HS với nhau. Thêm vào đó một số bài tập sẽ giúp HS phát triển được năng lực vận dụng kiến thức vào cuộc sống. II. Chuẩn bị của giáo viên và học sinh 1. Giáo viên: Những tư liệu liên quan đến bài giảng: các câu hỏi mở, một số bài tập mở rộng. Những đồ dùng dạy học phục vụ cho bài giảng: phấn màu và một số dụng cụ khác 2. Học sinh: Học sinh cần ôn lại một số kiến thức của bài học trước. Nội dung bài mới trong SGK cần đọc trước ở nhà. III. Chuỗi các hoạt động học 1. GIỚI THIỆU (5’) GV dẫn dắt HS tới kiến thức bài học. Một người kể cho 2 người bạn mình nghe chuyện bí mật và hai người bạn kia đã kể nó cho nhiều người khác biết. GV đặt vấn đề: Giả sử: nếu cứ một ngày hay người bạn đó kể chuyện cho 2 người khác nghe thì số người biết chuyện đó trong ngày thứ 3, 4, 5, 6 là bao nhiêu? GV nhận xét câu trả lời của HS sau đó đặt câu hỏi và mời một HS trả lời câu hỏi: - Từ những số liệu trên, chúng ta có được một dãy số: 1, 3, 4, 7, 9, 11 Các em có nhận xét gì về dãy số trên? Các số hạng có mối liên hệ nào với nhau? GV nhận xét câu trả lời của HS và nói: “Một dãy số có tính chất tương tự như trên được gọi là “cấp số cộng” 2. NỘI DUNG BÀI HỌC 2.1 Đơn vị kiến thức 1 (20’): Tìm hiểu khái niệm cấp số cộng a) Tiếp cận: H1. Từ ví dụ trên yêu cầu HS chứng minh dãy số sau là một cấp số cộng : 1, –3, –7, –11, –15 Đ1. –3 = 1 + (–4); –7 = –3 + (–4); ..... H2. Viết 5 số hạng liên tiếp nữa của CSC đó ? Đ2. –19, –23, –27, –31, –35 b) Hình thành: từ các ví dụ trên GV yêu cầu một HS nêu định nghĩa “cấp số cộng” theo cách hiểu của bản thân? Từ đó GV nhận xét và nêu định nghĩa “cấp số cộng”. I. Định nghĩa Cấp số cộng là một dãy số (hữu hạn hoặc vô hạn), trong đó kể từ số hạng thứ hai, mỗi số hạng đều bằng số hạng đứng ngay trước nó cộng với một số không đổi d. Số d đgl công sai của cấp số cộng. Công thức truy hồi: un+1 = un + d ( n N*) c) Củng cố: GV yêu cầu hai HS cho ví dụ về “cấp số công” dựa vào định nghĩa vừa học và nhận xét. - GV mời một HS tìm giá trị của số hạng đầu tiên U1 và công sai d của dãy số trên. GV nhận xét câu trả lời của HS. GV đặt vấn đề dựa trên tình huống đầu tiết dạy và đặt câu hỏi: Giả sử chủ nhân của câu chuyện bí mật kia không kể chuyện đó cho ai nghe thì vào các ngày tiếp theo, số người biết được câu chuyện đó là bao nhiêu người? HS suy nghĩ trả lời câu hỏi của GV. Số người biết được câu chuyện đó là: 1, 1, 1,,1, GV nhận xét : - GV đặt câu hỏi: Nếu một “cấp số công” có công sai d = 0 thì “cấp số cộng” có dạng như thế nào? HS trả lời: Nếu một “cấp số công” có công sai d = 0 thì “cấp số cộng” đó có dạng: u1, u1, u1, u1, GV nhận xét câu trả lời của HS và đưa ra chú ý. Chú ý: Đặc biệt khi công sai d = 0 thì “cấp số công” là một dãy số không đổi. 2.2 Đơn vị kiến thức 2 (20’): Tìm hiểu công thức tính số hạng tổng quát a) Tiếp cận: - GV giới thiệu cho HS biết cấp số cộng đã từng xuất hiện trong chương trình cấp 1 (đó là bảng cửu chương). - GV yêu cầu HS nêu cách tính số hạng thứ 9 trong bảng cửu chương 5 trong trường hợp HS chưa học thuộc bảng cửu chương. (HS trả lời câu hỏi của GV: lấy 5 và cộng thêm với 5 tám lần sẽ ra kết quả). - GV nói: “ việc tính toán một số hạng bất kì trong cấp số cộng cũng tương tự như vậy”. - GV quay lại câu chuyện vào đầu bài để dẫn dắt HS tới việc tính toán một số hạng bất kì trong cấp số cộng. Ngày thứ hai có 3 người biết câu chuyện bí mật. dựa vào số hạng đầu và công sai ta có cách tính: 3 = 1 + 2 Ngày thứ ba có 5 người biết. ta có: 5 = 1 + 2 + 2 = 1 + 2.2 Ngày thứ tư có 7 người biết. ta có: 7 = 1 + 2 + 2 + 2 = 1 + 3.2 Ngày thứ năm có 9 người biết. ta có: 9 = 1 + 2 + 2 + 2 + 2 = 1 + 4.2 - GV yêu cầu HS tính số người biết được câu chuyện đó trong ngày thứ 1000. => HS tính số người biết được câu chuyện đó trong ngày thứ 1000. (số người biết chuyện trong ngày thứ 1000 = 1 + 999.2 - GV yêu cầu HS tổng quát cách tính số người biết câu chuyện đó trong ngày thứ n. => HS nêu cách tính số người biết câu chuyện trong ngày thứ n. - GV nhận xét câu trả lời của HS và đi tới cách tính số hạng tổng quát khi biết số hạng đầu và công sai của cấp số cộng. b) Hình thành: II. SỐ HẠNG TỔNG QUÁT - Nếu “cấp số công” (un) có số hạng đầu là u1 và công sai là d thì sống hạng tổng quát un được xác định bởi công thức: un = u1 + (n – 1)d với n 2. c) Củng cố: Dựa vào định lý 1, hãy xác định, trong tình huống đầu bài: 47 và 111 là số hạng thứ mấy? 47 và 111 lần lượt là số hạng thứ 24 và 56 bằng cách áp dụng công thức: Với 111 tính tương tự Vào ngày thứ 58 thì số người biết được chuyện bí mật đó là bao nhiêu? - HS trả lời ta đã có n=58 nên dễ dàng tính được u58 = 115. - GV nhận xét câu VD: Cho CSC (un) với u1 = –5, d = 3. a) Tìm u15. - Yêu cầu HS viết công thức tính u15 ? - u15 = –5 + 14.3 = 37 b) Số 100 là số hạng thứ mấy ? un = 100 = –5 + (n – 1).3 Þ n = 36 2.3. Đơn vị kiến thức 3 (10’): Tìm hiểu tính chất của các số hạng a) Tiếp cận (khởi động) - Từ ví dụ trên yêu cầu HS biểu diễn các số hạng u1, u2, u3, u4 lên trục số. Nhận xét vị trí của 3 điểm liền kề.trả lời của HS. u1 u2 u3 u5 u4 -5 1 7 H1. Nhận xét mổi điểm u2, u3, u4 so với hai điểm liền kề bên cạnh. Đ1.Ta có u3 là trung điểm đoạn u2u4 hay H2. Hãy tính và theo và d. Đ2.Ta có và . H3. Tính từ và . Đ3.Suy ra . GV giới thiệu tích chất về các số hạng b) Hình thành: H. Nhận xét đk cần và đủ để 3 số a, b, c là 3 số hạng liên tiếp của một CSC ? Đ. a, b, c là CSC Û III. Tính chất các số hạng của cấp số cộng Định lí 2: với k ³ 2 c) Củng cố: ví dụ: Ba góc A, B, C của tam giác vuông ABC theo thứ tự lập thành CSC. Tính 3 góc đó. Giải: Giả sử A B C, ta có: Suy ra A = 300; B = 600 và C = 900. 2.4 Đơn vị kiến thức 4 (20’): Tìm hiểu công thức tính tổng của n số hạng đầu của một CSC a) Tiếp cận: yêu cầu HS thảo luận nhóm thực hiện hoạt động 4 SGK/tr96 H1: Viết các số hạng theo thứ tự ngược lại và nhận xét về tổng các số hạng ở mỗi cột. u1 u2 u3 u4 u5 u6 u7 u8 –1 3 7 11 15 19 23 27 27 23 19 15 11 7 3 -1 26 26 26 26 26 26 26 26 H2: Tính tổng và so sánh với . Hs trình bày. Khi đó H3: Tổng quát hóa cho . Suy ra H4: Thay vào công thức trên. Vậy b) Hình thành: IV. Tổng n số hạng đầu của một CSC Định lí 3: Chú ý: Công thức trên có thể viết: c) Củng cố: VD: Cho dãy số (un) với un = 3n – 1. a) Chứng minh dãy (un) là CSC. Tìm u1 và d. b) Tính tổng của 50 số hạng đầu. c) Biết Sn = 260. Tìm n. Giải: a) Ta có u1 = 2. Với n ³ 1 un + 1 - un = 3( n + 1 ) - 1 - ( 3n - 1 ) = 3 ( hằng số) Vậy (un) là một CSC có u1 = 2, d = 3. b) Ta có S50 = = = 3775 c) Ta có Û 3n2 + n - 520 = 0 với Û hoặc ( loại ) Vậy n = 13 3. LUYỆN TẬP (8’) Bài tập 3 SGK trang 97: yêu cầu HS hoạt động nhóm và điền vào bảng chuẩn bị sẵn. H1: Yêu cầu HS viết công thức liên hệ giữa các đại lượng u1, un, n, d, Sn. H2: Để xác định các yếu tố còn lại ta cần biết ít nhất mấy yếu tố. Ba trong năm yếu tố u1, un, n, d, Sn. H3: Sử dụng các công thức ở trên hoàn thành dữ liệu trong bảng. Giải: Hs thảo luận và trình bày. u1 d un n Sn -2 3 55 20 530 36 -4 -20 15 120 3 7 28 140 -5 2 17 12 72 2 -5 10 -43 -205 Nhận xét: Khi xác định các yếu tố của một CSC cần quan tâm đến dữ kiện đã có và điều kiện sử dụng công thức. 4. VẬN DỤNG VÀ MỞ RỘNG 4.1 Vận dụng vào thực tế (7’): Bài tập 4 SGK trang 97 H1: Chứng tỏ rằng số tiếng chuông từ 0 giờ đến 12 giờ là một CSC. Đ1:Là cấp số cộng có và . H2: Tính tổng . Đ2: 4.2 Mở rộng, tìm tòi (mở rộng, đào sâu, nâng cao,) (thời gian) ----------------------------------------------------------------------------------------- CẤU TRÚC CỦA MỖI HOẠT ĐỘNG HỌC Chuyển giao nhiệm vụ học tập NV rõ ràng, phù hợp với khả năng của học sinh. Hình thức gia nhiệm vụ phải sinh động hấp dẫn. Thực hiện nhiệm vụ học tập Khuyến khich học sinh hợp tác với nhau khi thực khi thực hiện nhiệm vụ học tập. Giáo viên theo dõi kịp thới có biện pháp hỗ trợ thích hợp nhưng không làm thay cho HS. Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận Khuyến khích học sinh trình bày kết quả hoạt động học. Xử lý các tình huống sư phạm nảy sinh một cách hợp lý. Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập Phân tích nhận xét, đánh giá, kết quả thực hiện nhiệm vụ học tập của học sinh. Chính xác hóa các kiến thức đã hình thành cho học sinh.