3 等差数列的前 n 项和 第一课时推进新课教师出示投影胶片 1:印度泰姬陵( T aj Mahal ) 是世界七大建筑奇迹之一,所在地阿格拉市,泰姬陵是印度古代建筑史上的经典之作,这个古陵墓融合了古印度、阿拉伯和古波斯的建筑风格,是印度伊斯兰教文化的象征
陵寝以宝石镶饰,图案之细致令人叫绝
传说当时陵寝中有一个等边三角形图案,以相同大小的圆宝石镶饰而成,共有 100 层(如下图),奢华之程度,可见一斑
你知道这个图案中一共有多少颗宝石吗
(这问题赋予了课堂人文历史的气息,缩短了数学与现实之间的距离,引领学生步入探讨高斯算法的阶段)生 只要计算出 1+2+3+…+100 的结果就是这些宝石的总数
师 对,问题转化为求这 100 个数的和
怎样求这 100 个数的和呢
[合作探究]师 我们再回到前面的印度泰姬陵的陵寝中的等边三角形图案中,在图中我们取下第 1 层到第 21 层,得到右图,则图中第 1 层到第 21 层一共有多少颗宝石呢
生 这是求“1+2+3+…+21”奇数个项的和的问题,高斯的方法不能用了
要是偶数项的数求和就好首尾配成对了
师 高斯的这种“首尾配对”的算法还得分奇、偶个项的情况求和,适用于偶数个项,我们是否有简单的方法来解决这个问题呢
我用几何的方法,将这个全等三角形倒置,与原图补成平行四边形
平行四边形中的每行宝石的个数均为 22 个,共 21 行
则三角形中的宝石个数就是
师 妙得很
这种方法不需分奇、偶个项的情况就可以求和,真是太好了
我将他的几何法写成式子就是:11+2+3+…+21,21+20+19+…+1,对齐相加(其中下第二行的式子与第一行的式子恰好是倒序)这实质上就是我们数学中一种求和的重要方法——“倒序相加法”
现在我将求和问题一般化:(1)求 1 到 n 的正整数之和,即求 1+2+3+…+(