【文摘】探索具體問題中的數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律,采用從特殊到一般、數(shù)形結(jié)合的重要數(shù)學(xué)思想方法,培養(yǎng)學(xué)生的探究創(chuàng)新能力。
【關(guān)鍵詞】規(guī)律性問題、數(shù)列找規(guī)律、算式找規(guī)律、“數(shù)形結(jié)合”的數(shù)學(xué)方法找規(guī)律
新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確提出:“探索具體問題中的數(shù)量關(guān)系和變化規(guī)律”。數(shù)學(xué)中的規(guī)律性問題是指在一定條件下,探索發(fā)現(xiàn)有關(guān)數(shù)學(xué)對象所具有的規(guī)律性或不變性的問題。規(guī)律性問題的特點是問題的結(jié)論或條件不直接給出,而常常是給出了一列數(shù)、一列等式、一列圖形的前幾個,要求學(xué)生通過閱讀、觀察、分析、綜合、歸納、概括、判斷等一系列探索活動逐步確定需求的結(jié)論或條件。它體現(xiàn)了從“特殊到一般”的數(shù)學(xué)思想方法,解決探索規(guī)律性問題,讓學(xué)生經(jīng)歷觀察、比較、歸納猜想的過程,從而培養(yǎng)學(xué)生的探究創(chuàng)新能力。初中數(shù)學(xué)規(guī)律性問題可分為數(shù)與式、平面圖形與立體圖形問題。通過課堂實錄我總結(jié)了以下幾種解決規(guī)律性問題的方法,以供各位同仁參考,同時更希望起到拋磚引玉的功效。
一、利用數(shù)列找規(guī)律
(一)等差數(shù)列:定義:一般地如果一列數(shù)列從第二項起每一項與它的前一項的差都等于同一個常數(shù),那么這個數(shù)列就叫做等差數(shù)列。這個常數(shù)叫做等差數(shù)列的公差。常用字母d表示。
1、增幅相等:對每個數(shù)和它的前一個數(shù)進行比較,如增幅相等,則第n個數(shù)可以表示為:a+(n-1)d,其中a為數(shù)列的第一位數(shù),d為增幅,(n-1)d為第一位數(shù)到第n位的總增幅。然后再簡化代數(shù)式a+(n-1)d。例:4、10、16、22、28……求第n位數(shù)。
分析:第二位數(shù)起,每位數(shù)都比前一位數(shù)增加6,增幅相都是6,所以,第n位數(shù)是:4+(n-1)×6=6n-2
2、增幅不相等,但是,增幅以同等幅度增加(即增幅的增幅相等,也即增幅為等差數(shù)列)。如增幅分別為3、5、7、9,說明增幅以同等幅度增加。此種數(shù)列第n位的數(shù)也有一種通用求法。
基本思路是:1、求出數(shù)列的第n-1位到第n位的增幅;2、求出第1位到第n位的總增幅;3、數(shù)列的第1位數(shù)加上總增幅即是第n位數(shù)。
舉例說明:2、5、10、17……求第n位數(shù)。
分析:數(shù)列的增幅分別為:3、5、7增幅以同等幅度增加。那么,數(shù)列的第n-1位到第n位的增幅是:3+2×(n-2)=2n-1,總增幅為:【3+(2n-1)】×(n-1)÷2=(n+1)×(n2-1)=n2- 1,所以第n位數(shù)是:2+ n2-1= n2+1
此解法雖然較煩,但是此類題的通用解法,當(dāng)然此題也可用其它技巧,或用分析觀察湊的方法求出,方法就簡單的多了。
(二)等比數(shù)列:定義:如果一列數(shù)列從第二項起,每一項與它的前一項的比等于同一個常數(shù),這個數(shù)列叫做等比數(shù)列。這個常數(shù)叫做等比數(shù)列的公比.用字母q表示。如2、4、8、16……求第n位數(shù)
分析:數(shù)列中的每一個數(shù)(從第二個開始)與前一個數(shù)的比是2,所以數(shù)列的第n位數(shù)是:2x2n-1 公式:a n=a1×q n-1 。
例1 觀察下面的一列單項式:-x,2x2,-4x3,8x4,-16x5…,根據(jù)其中的規(guī)律得出第10個單項式是:( )
(A)-29x10 (B)29x10 (C)-29x9 (D)29X9
(解析)選B。依題意得:(1)n為奇數(shù),單項式為:-2n-1xn;(2)n為偶數(shù)時,單項式為:2n-1·(-x)n,第10個單項式為29x10.故選B。
二、根據(jù)算式找規(guī)律
根據(jù)算式找規(guī)律就是從每個算式的自身特點,以及前后算式之間的聯(lián)系發(fā)現(xiàn)、總結(jié)規(guī)律。
例2已知:A23=3×2=6, A35=5×4×3=60,A49=9×8×7×6=3024觀察前面的計算規(guī)律計算A213=—(直接寫出結(jié)果),并比較A47—A36(填﹥或﹤或=)
(解析)A47=7×6×5×4=840 A36=8×7×6=336,所以A47﹥ A36
三、利用“數(shù)形結(jié)合”的數(shù)學(xué)方法找規(guī)律
“數(shù)形結(jié)合”是數(shù)學(xué)教學(xué)中最重要的思想方法之一。華羅庚先生曾指出:“數(shù)缺性時少直觀,形少數(shù)時難入微;數(shù)形結(jié)合百般好,隔裂分家萬事非”,將其特點直觀、形象、快捷闡述得淋漓盡致!皵(shù)形結(jié)合”作為一種數(shù)學(xué)思想方法,它的應(yīng)用大致分為兩種情形:或借助于數(shù)的精確性來闡明形的某些屬性;或者借助于形的幾何直觀性來闡明數(shù)之間的某種關(guān)系。使復(fù)雜的問題簡單化,抽象的問題具體化,化難為易,快速準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)規(guī)律。
例3:如圖是用三角形擺成的圖案,擺第1層圖需要1個三角形,擺第2層圖需要3個三角形,擺第3層圖需要7個三角形,擺第4層圖需要13個三角形,擺第5層圖需要——個三角形,擺第n層圖需要——個三角形
由圖觀察可知擺第1層圖需要1個三角形;擺第2層圖需要22-2+1=3個三角形;擺第3層圖需要32-3+1=7個三角形;擺第4層圖需要42-4+1=13個三角形;擺第5層圖需要52-5+1=21個三角形……那么擺第n層圖需要n2-n+1個三角形。
例4:由n個相同的小正方形堆成的幾何體,七視圖如下所示,則n的最大值是( )
A.18 B.19 C.20 D.21
根據(jù)主視圖和俯視圖的關(guān)系可知通過主視圖將正方形每根可達的最大值標(biāo)注在俯視圖上,如圖即n的最大值為6+6+6=18 即選A
(作者:貴州省鳳岡縣天橋中學(xué))