第133章深探等差數列
在經曆了梯形中位線和其他數學知識的傳授與交流後,戴浩文決定在接下來的講學中,引領學子們深入探索等差數列這個充滿奧秘的數學領域。
這一日,陽光透過窗欞灑在學堂的地麵上,戴浩文神色莊重地站在講台上,看著台下一雙雙充滿求知欲的眼睛,緩緩開口道“諸位學子,今日我們將進一步深入探究等差數列之妙處。”
學子們紛紛挺直了腰杆,全神貫注地準備聆聽戴浩文的講解。
戴浩文在黑板上寫下了一個等差數列的例子“2,5,8,11,14……”,然後問道“誰能說一說這個數列的公差是多少?”
一位學子立刻舉手回答道“先生,公差為3。”
戴浩文點了點頭,接著問道“那它的通項公式又該如何表示呢?”
課堂上陷入了短暫的沉默,隨後一位聰明的學子站起來說道“先生,通項公式應為ana1+n1d,在此例中,a12,d3,所以通項公式為an2+3n1。”
戴浩文微笑著表示肯定“不錯。那我們來思考一下,如果已知等差數列的第項和公差,如何求出首項呢?”
學子們紛紛拿起筆,在紙上開始計算和推導。
過了一會兒,一位學子說道“先生,我覺得可以通過aa1+1d這個式子變形求出首項a1。”
戴浩文鼓勵道“很好,那你具體說一說。”
學子接著道“將式子變形為a1a1d,這樣就可以通過第項和公差求出首項了。”
戴浩文滿意地說道“非常正確。那我們再深入一些,若已知等差數列的前n項和sn,以及項數n和公差d,如何求首項a1呢?”
這個問題顯然更具難度,學子們陷入了深深的思考之中。
這時,一位平時就善於思考的學子站起來說道“先生,我覺得可以先根據等差數列的前n項和公式snna1+an2,將an用通項公式表示出來,然後代入求解。”
戴浩文眼中露出讚賞之色“思路很好,那你來給大家詳細推導一下。”
學子走到黑板前,開始認真地推導起來“因為ana1+n1d,所以snna1+a1+n1d2,化簡後得到snn[2a1+n1d]2,進一步變形可得2snn2a1+n1d,2sn2na1+nn1d,2a12snnn1dn,最終得出a12snnn1d2n。”
戴浩文帶頭鼓掌“推導得非常精彩!那我們再來看一個實際應用的例子。假設一個等差數列的前10項和為150,公差為2,求首項。誰能來解一下?”
學子們紛紛埋頭計算,不一會兒,一位學子舉手說道“先生,我算出來了。根據剛才推導的公式,a12x15010x9x2101novel.com6。”
戴浩文點了點頭“正確。那我們再思考一下,如果已知等差數列的前三項和為12,且前三項的平方和為40,如何求這個數列的通項公式呢?”
這個問題讓學子們感到有些棘手,但他們並沒有退縮,而是相互討論,嘗試著尋找解題的方法。
過了許久,一位學子說道“先生,我設這三項分彆為ad,a,a+d,然後根據已知條件列出方程組,可以求出a和d,進而得到通項公式。”
戴浩文說道“那你來具體解一下這個方程組。”
學子在黑板上寫道“ad+a+a+d12,ad2+a2+a+d240。解第一個方程得3a12,a4。將a4代入第二個方程得4d2+16+4+d240,化簡得到168d+d2+16+16+8d+d240,2d24048,2d28,d24(舍去)或者d2,d2。所以當d2時,通項公式為an2+2n12n;當d2時,通項公式為an82n1102n。”
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戴浩文說道“解得很好。那我們再來看一個更複雜的問題。已知一個等差數列的前n項和為sn,且滿足snn是一個等差數列,求這個原數列的通項公式。”
學子們再次陷入沉思,這次討論的時間更長了。
終於,一位學子說道“先生,我覺得可以先設snn的通項公式,然後通過snsn1求出原數列的通項公式。”
戴浩文說道“不錯,那你來試試看。”
學子開始推導“設snnbn,則bnb1+n1c,snnb1+n1c,當n≥2時,ansnsn1nb1+n1cn1b1+n2c,化簡後得到anb1+2n2cn1cb1+n1c,當n1時,a1s1b1,所以anb1+n1c。”