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《二项式定理》教学设计与思考
一、教学目标 1. 知识与技能
(1)能利用组合数的方法证明二项式定理; (2)理解并掌握二项式定理,并能简单应用. 2. 过程与方法
通过学生参与和探究二项式定理的形成过程,培养学生观察、分析、概括的能力以及化归意识与知识迁移能力,体会从简单到复杂的思维方式,并形成从特殊到一般的归纳. 3. 情感、态度与价值观
培养学生的自主探究意识、合作精神,体验二项式定理的发现和创造历程,感受史.
二、教学重点、难点
重点:探究并归纳用组合数的方法得到展开式的形成过程,并由此得到二项式定理.
难点:1. 展开式中的项的特点;2. 展开式中各项系数的确定. 三、教学设想
为了突破难点、突出重点,我采用化归的思想将二项式展开过程化归到熟悉的(a+b)2,(a+b)3,设计展开(a+b)4,进而探究(a+b)10,引出课题,启发引导学生采用分组合作探究的形式分析、解决问题. 四、教学过程设计 1. 数学史
屏幕展示科学家牛顿,陈述二项式定理是他在数学史上的第一个发现,引出课题.
2. 创设情境
设计问题串,创设情境,引出二项式定理的推导过程. 问题1:大家可能会问,二项式定理是用来研究什么的? 二项式定理就是用来研究(a+b)n(n∈N*)是如何展开的. 问题2:(a+b)2等于什么?
问题3:快速计算(a+b)3,并回答你是用什么方法得到的. 问题4:用同样的方法可以快速展开(a+b)10吗?
我们要展开(a+b)10就须要知道(a+b)9,要展开(a+b)9就须要
知道(a+b)8 ……
这个过程是相当复杂的,那么我们就来研究怎样能够更快地展开(a+b)n.现在如果你是牛顿,你会怎么想(应该从这里面寻找一个规律)? 引出寻找一个新的方法,快速展开(a+b)n,保证后面能选取最便捷的方法,并且运用该方法准确、快速地得到答案. 3. 教授新课
寻找规律。请大家思考一下:第一,我们从什么地方开始寻找规律?第二,这个展开式虽然很复杂,但是只要我们能够抓住几个关键环节就可以把展开式轻松展开,那么,这几个关键环节是什么?
我们要找一个规律,这个规律肯定是n∈N*,只要在这个范围内什么样的式子都成立.所以我们可以从简单的式子入手,以此类推.第二,虽然展开的式子很复杂,但是只要我们抓住这几条:(1)展开后有多少项;(2)各单项式的形式;(3)各单项式的系数.
这节课我们将从这三个方面来重点研究问题.首先,让我们对(a+b)2的展开式的形成过程重新进行分析. 2ab这一项是ab与ba合并同类项之后形成的.接下来,用新的思想重新考虑系数2是怎样形成的,引出应该从ab这一项是怎样形成的去考虑.ab这一项的形成可以看做:从这两个因式中选择一个因式,让其中一个出现a,另一个出现b. 对于一个因式来说,它里面要么出现a,要么出现b,且只能出现一个. 因此,出现a了就不能出现b;出现b了就不能出现a .事实上,以谁为研究对象都可以,在这里,我们不妨以b为研究对象,所以引出二项式定理从始至终以b作为研究对象.
接着分析ab这一项,ab可以看做是从两个因式中选出一个因式出现b,有C21种可能性,剩下的因式自然就出现a,则只有一种可能,因此我们始终以b为研究对象,就得到了2ab.接下来用同样的思想来探索a2,可以看做从两个因式中选0个因式出现b。因此,对它来说应该是C20a2;最后一项,从两个因式中选出2个,让它们都出现b,就有了C22b2这一项.
如此,我们用组合数的方法重新定义了我们所认识的(a+b)2,那么接下来再用同样的方法探索一下(a+b)3具体会出现哪些项(按b的升幂的顺序写出每一项),每一项的形成过程是什么(请学生回答).强调在以b为研究对象的前提下,在每一项的形成过程中产生了相应项的系数,而系数是用组合数定义的,这是我们最关心的.根据刚才的规律,可以快速推出(a+b)4,利用组合数的思想写出系数C40、C41、C42、C43、C44.
现在,以(a+b)2,(a+b)3,(a+b)4作为最基本的研究对象,你
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