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2.2 等比数列的通项公式

等差数列与等比数列 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 等比数列中,第n项与首项及公比之间的函数关系式 $a_n = a_1 q^{n-1}$。

从哪来 基于 1.3 数列的通项公式 的概念框架,结合 2.1 递推公式的定义 推导得出,并需运用 1.1 数列的定义 理解项与项之间的依赖关系。

为什么 等比数列的核心特征是“后一项与前一项的比值恒定”。若从 $a_1$ 开始,$a_2$ 是 $a_1$ 乘了一次 $q$,$a_3$ 是 $a_1$ 乘了两次 $q$……以此类推,第 $n$ 项就是首项 $a_1$ 乘了 $n-1$ 次 $q$。这本质上是指数运算在离散序列中的体现,将乘法递推转化为指数通项,实现了从“局部关系”到“整体函数”的跨越。

适合:逻辑推理能力强、喜欢探究规律的学生** **推导法
1. 写出前几项:$a_1, a_1q, a_1q^2, a_1q^3, \dots$ 2. 引导学生观察指数与项数 $n$ 的关系:第1项指数为0,第2项指数为1…… 3. 归纳出规律:第 $n$ 项的指数为 $n-1$。 4. 结论:$a_n = a_1 q^{n-1}$。 *强调:指数比项数少1,这是由乘法次数决定的。*
适合:形象思维较好、对抽象公式感到困难的学生** **“多米诺骨牌”类比法
1. 想象 $a_1$ 是起点,$q$ 是每次传递的“放大倍数”。 2. 每传递一次(到下一项),就乘一次 $q$。 3. 从第1项传到第 $n$ 项,中间经过了 $n-1$ 个“间隔”。 4. 所以总共乘了 $n-1$ 次 $q$。 *口诀:项数减一,指数才齐。*
适合:计算能力强、习惯代数变形的学生** **递推展开法
1. 由定义 $a_n = a_{n-1} \cdot q$ 2. 代入得 $a_n = a_{n-2} \cdot q^2$ 3. 继续代入得 $a_n = a_{n-3} \cdot q^3$ 4. 一直代入到 $a_1$,此时乘了 $n-1$ 次 $q$。 5. 得出 $a_n = a_1 q^{n-1}$。 *强调:这是严格的代数推导,不依赖观察,适用于证明题。*
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练一道
基础题
已知等比数列 $\{a_n\}$ 中,$a_1 = 2$,$q = 3$,求 $a_5$。
变式
已知等比数列 $\{a_n\}$ 中,$a_3 = 4$,$a_5 = 16$,求 $a_7$。
试试手自己判
检测题
已知等比数列 $\{a_n\}$ 中,$a_2 = 6$,$a_4 = 54$,求 $a_6$。
看答案和判分标准
答案:486
判对标准:
1. 学生能正确列出 $a_4 = a_2 \cdot q^2$ 或类似关系式(2分)。
2. 正确求出 $q^2 = 9$(2分)。
3. 正确利用 $a_6 = a_4 \cdot q^2$ 计算得出 486(3分)。
4. 若学生求出 $q=3$ 或 $q=-3$ 并分别计算 $a_6$,只要最终结果正确且过程逻辑自洽,均判对(注意:$q=-3$ 时 $a_6$ 仍为 486,因为 $q^2$ 为正)。
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