數學歸納法應用教學設計

2023-01-01 08:48:03 字數 3358 閱讀 2687

一、教材分析

數學歸納法是解決與正整數有關的一種推理方法,它將乙個無窮歸納過程轉化為乙個有限步驟的演繹過程,是證明與正整數有關問題的有力工具,本節主要是了解數學歸納法的原理,以及解決一些簡單的證明。

二、學情分析

學生在學習本節之前已經學習了歸納推理,以及一些簡單的數學證明方法,並且已經開始使用與正整數有關的結論,可是學生還是停留在認知階段,對問題本質沒有做更進一步研究。但高二學生已具備了探索了發現問題的能力,這為學習數學歸納奠定了基礎。

三、教學目標

1、知識與技能:

了解歸納法的意義,培養學生觀察、歸納、發現的能力。了解數學歸納法的原理,並能以遞推思想作指導,理解數學歸納法的操作步驟。抽象思維和概括能力進一步得到提高。

2、過程與方法:

培養學生在觀察的基礎上進行探索、猜想和發現的能力,進而培養學生的創新意識,使他們學會求知。

3、情感、態度與價值觀:

培養學生從特殊到一般、從有限到無限的辯證思想及理論和實踐相結合的原則,使他們學會做事。

四、教學重點、難點

教學重點:歸納法意義的認識和數學歸納法產生過程的分析及證明步驟.

教學難點:數學歸納法中遞推思想的理解.

五、學法與教法

學法:興趣→觀察→分析歸納→得到猜想結論

教法:引導猜想**式教學方法

六、教學過程設計

(一)知識回顧

1、 數學歸納法定義:

一般地,對於某些與正整數有關的數學命題,我們有數學歸納法公理:

如果(1)當n取第乙個值(例如=1,2等)時結論正確;

(2)假設當n=k ()時結論正確,

證明當n=k+1時也結論也正確。

那麼,命題對於從開始的所有正整數n都成立。

2、用數學歸納法證明命題的步驟為:(板書)

①驗證當n取第乙個值時命題成立,這是推理的基礎;

②假設當n=k時命題成立.在此假設下,證明當時命題也成立是推理的依據.

結論.3、探索性問題在數學歸納法中的思維方式: 觀察,歸納,猜想,推理論證.

4、特別注意:

(1)用數學歸納法證明問題時首先要驗證時成立,注意不一定為1;

(2)在第二步中,關鍵是要正確合理地運用歸納假設,尤其要弄清由k到k+1時命題的變化

(二)應用範圍:

數學歸納法是直接證明的一種重要方法,應用十分廣泛。一般說來,與正整數有關的恒等式、不等式、數的整除性、數列的同項及前n項的和等問題,都可以考慮用數學歸納法推證。

(三)例題講解

分析:(ⅰ)這是乙個探索性的問題,先由特殊情形猜想歸納出8∣.

(ⅱ)在用數學歸納法進行證明的時候問學生第一步應做什麼?本題的應取多少?然後讓學生進行驗證,以得到證明的基礎.學生驗證後,教師規範板書,為學生示範。

啟發學生,認識到在證傳遞性時,已知什麼,求證什麼,啟發學生理解,從而構造利用歸納假設條件。

(ⅲ)啟發學生應用歸納假設(即(ⅱ)中的已知)對上式進行推理變形,讓學生進行推導,直到得到結論.

解 (1)當n=1時,;(讓學生討論,引導發現規律)

當n=2時,;

當n=3時,;

當n=4時,.

(2)猜想:當(規範板書)

①當n=1時,有

②假設當n=k時,命題成立,即f(k)能被8整除,那麼當n=k+1時,有

這裡和均為奇數,它們的和必為偶數,從而能被8整除。又依歸納假設,f(k)能被8整除,所以f(k+1)能被8整除。這就是說,當n=k+1時,命題也成立。

根據(1)和(2),可知命題對任何都成立。

例2、(1)在平面上畫n條直線,且任何兩條直線都相交,其中任何三條直線不共點。問:這n條直線將平面分成多少個部分?(學生思考)

(2)把(1)中命題模擬到空間有什麼結論?(不要求證明)

分析:首先把文字語言轉化為數學語言,首先帶入特殊值觀察分析,進而猜想歸納出,再採用數學歸納法進行證明。

解記n條直線把平面分成個部分,我們通過n=1,2,3,4,5,畫出圖形觀察的情況,

由此猜想接下來用數學歸納法證明這個猜想。(分析思路,關鍵板書利用歸納假設條件之步驟)

(1) 當n=1,2時,結論均成立。

(2) 假設當n=k時,結論成立,即,

當n=k+1時,第k+1條直線與前面的k條直線都相交,有k個交點,這k個交點將這條直線分成k+1段,且每一段將原有的平面部分分成兩個部分,所以

,結論也成立。

根據(1)和(2),可知對,均有。

(四)課堂練習

平面內有n個圓,其中每兩個圓都交於兩點,且無三個圓交於一點。

證明:這n個圓把平面分成f(n)=n2-n+2個部分

(五)課堂小結

1、數學歸納法是一種只適用於與正整數有關的命題的證明方法;

2、用數學歸納法證明命題時,兩個步驟缺一不可,且書寫必須規範;

3、兩個步驟中,第一步是基礎,第二步是依據.在第二步證明中,關鍵是一湊假設,二湊結論(板書)。特別要注意一定要用到歸納假設條件。

(六)作業

七、課堂教學設計說明

數學歸納法是一種用於證明與自然數n有關的命題的正確性的證明方法.它的操作步驟簡單、明確,教學重點應該是方法的應用.但是我們認為不能把教學過程當作方法的灌輸,技能的操練.對方法作簡單的灌輸,學生必然疑慮重重.為什麼必須是二步呢?於是教師反覆舉例,說明二步缺一不可.你怎麼知道n=k時命題成立呢?教師又不得不作出解釋,可學生仍未完全接受.學完了數學歸納法的學生又往往有應該用時但想不起來的問題,等等.為此,我們設想強化數學歸納法產生過程的教學,把數學歸納法的產生寓於對歸納法的分析、認識當中,把數學歸納法的產生與不完全歸納法的完善結合起來.這樣不僅使學生可以看到數學歸納法產生的背景,從一開始就注意它的功能,為使用它打下良好的基礎,而且可以強化歸納思想的教學,這不僅是對中學數學中以演繹思想為主的教學的重要補充,也是引導學生發展創新能力的良機.

數學歸納法產生的過程分二個階段,第一階段從對歸納法的認識開始,到對不完全歸納法的認識,再到不完全歸納法可靠性的認識,直到怎麼辦結束.第二階段是對策醞釀,從介紹遞推思想開始,到認識遞推思想,運用遞推思想,直到歸納出二個步驟結束.把遞推思想的介紹、理解、運用放在主要位置,必然對理解數學歸納法的實質帶來指導意義,也是在教學過程中努力挖掘、滲透隱含於教學內容中的數學思想的一種嘗試.

在教學方法上,這裡運用了在教師指導下的師生共同討論、探索的方法.目的是在於加強學生對教學過程的參與程度.為了使這種參與有一定的智慧型度,教師應做好發動、組織、引導和點撥.學生的思維參與往往是從問題開始的,盡快提出適當的問題,並提出思維要求,讓學生盡快投入到思維活動中來,是十分重要的.這就要求教師把每節課的課題作出層次分明的分解,並選擇適當的問題,把課題的研究內容落於問題中,在逐漸展開中,引導學生用已學的知識、方法予以解決,並獲得新的發展.本節課的教學設計也想在這方面作些研究.

理解數學歸納法中的遞推思想,還要注意其中第二步,證明n=k+1命題成立時必須用到n=k時命題成立這個條件,而不能簡單的套用函式形式.

八、板書設計

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