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2. 通项公式

数列的概念与等差、等比数列 · 高三
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 数列中项 $a_n$ 与项数 $n$ 之间的函数关系式,已知 $n$ 可求 $a_n$。

从哪来 本节为高三复习起点,无前置知识点记录,直接基于高中数学数列基础概念构建。

为什么 数列本质上是定义在正整数集上的离散函数。通项公式将离散的项转化为连续的代数表达式,使得求和、求极限、比较大小等运算从“逐项累加”变为“代数运算”,极大降低了计算复杂度并揭示了数列的内在规律。

讲法
适合:逻辑抽象能力强、喜欢代数推导的学生 采用“函数视角”切入。强调 $a_n = f(n)$,其中 $n \in \mathbb{N}^*$。通过对比 $f(x)$ 与 $f(n)$ 的区别,指出数列是函数的特例。利用等差数列 $a_n = a_1 + (n-1)d = dn + (a_1-d)$ 说明其本质是一次函数(截距不同),等比数列 $a_n = a_1 q^{n-1} = a_1 q^{-1} \cdot q^n$ 说明其本质是指数型函数。这种讲法能帮助学生从代数结构上理解通项公式的形态。
讲法
适合:形象思维较好、对抽象代数感到困难的学生 采用“坐标点”视角。将数列看作平面直角坐标系中一系列孤立的点 $(1, a_1), (2, a_2), (3, a_3), \dots$。通项公式就是穿过这些点的“曲线方程”。例如,等差数列的点连起来是一条直线,等比数列的点连起来是指数曲线。通过画图让学生直观看到,通项公式就是描述这些点分布规律的方程,从而降低对 $n$ 作为自变量的陌生感。
讲法
适合:擅长归纳总结、喜欢寻找模式的学生 采用“找规律”视角。给出前几项 $a_1, a_2, a_3, \dots$,引导学生观察 $n$ 与 $a_n$ 的对应关系。 - 若 $a_n$ 与 $n$ 成线性关系 $\rightarrow$ 设 $a_n = An + B$。 - 若 $a_n$ 与 $n$ 成指数关系 $\rightarrow$ 设 $a_n = A \cdot B^n$。 - 若 $a_n$ 是周期变化 $\rightarrow$ 涉及三角函数或取模运算。 通过大量实例让学生建立“观察特征 $\rightarrow$ 猜测模型 $\rightarrow$ 验证模型”的思维路径,强调通项公式是“猜”出来再“证”出来的。
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练一道
基础题
已知等差数列 $\{a_n\}$ 中,$a_3 = 7$,$a_7 = 15$,求通项公式 $a_n$。
变式
已知数列 $\{a_n\}$ 的前 $n$ 项和 $S_n = n^2 + 2n$,求通项公式 $a_n$。
试试手自己判
检测题
已知数列 $\{a_n\}$ 满足 $a_1 = 1$,且 $a_{n+1} = a_n + 2$,求通项公式 $a_n$。
看答案和判分标准
答案:$a_n = 2n - 1$
判对标准:
1. 学生能识别出这是等差数列(公差 $d=2$)。
2. 能正确应用公式 $a_n = a_1 + (n-1)d$。
3. 计算过程无误:$1 + (n-1) \times 2 = 2n - 1$。
4. 若学生使用 $S_n$ 方法或列举法但最终结果正确且逻辑自洽,也判对。
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