杨辉三角与二项式系数的性质教学设计.docx
杨辉三角与二项式系数的性质教学设计
??一、教学目标
1.知识与技能目标
理解二项式系数的性质,能运用杨辉三角理解和记忆二项式系数的性质。
会用二项式系数的性质解决简单的二项式展开问题,如求特定项的系数、二项式系数的最大值等。
2.过程与方法目标
通过观察杨辉三角,自主探究二项式系数的性质,培养学生的观察、归纳、类比和推理能力。
在探究过程中,体会从特殊到一般、从具体到抽象的数学思维方法,提高学生的数学素养。
3.情感态度与价值观目标
感受数学文化的魅力,体会杨辉三角所蕴含的数学美,激发学生学习数学的兴趣。
通过小组合作探究,培养学生的团队合作精神和勇于探索的精神。
二、教学重难点
1.教学重点
二项式系数的性质,如对称性、增减性与最大值、各二项式系数的和等。
运用二项式系数的性质解决相关问题。
2.教学难点
对二项式系数性质的理解及应用,特别是二项式系数最大值的确定和应用。
三、教学方法
1.讲授法:讲解二项式系数的基本概念和性质,使学生对本节课的知识有初步的了解。
2.探究法:引导学生通过观察杨辉三角,自主探究二项式系数的性质,培养学生的探究能力和创新思维。
3.小组合作学习法:组织学生进行小组讨论,共同解决问题,培养学生的团队合作精神和交流能力。
四、教学过程
(一)导入新课(5分钟)
1.展示古代数学家杨辉的图片及杨辉三角,简单介绍杨辉三角的历史背景。
2.提出问题:杨辉三角中蕴含着许多有趣的规律,你能发现其中的一些规律吗?
3.引出本节课的主题杨辉三角与二项式系数的性质。
(二)知识讲解(15分钟)
1.复习二项式定理及二项式系数的定义
回顾二项式定理:\((a+b)^n=C_n^0a^n+C_n^1a^{n1}b+C_n^2a^{n2}b^2+\cdots+C_n^nb^n\),其中\(C_n^k\)(\(k=0,1,2,\cdots,n\))叫做二项式系数。
强调二项式系数与项的系数的区别。
2.引导学生观察杨辉三角
展示杨辉三角的前几行:
1
11
121
1331
14641
1615201561
让学生观察杨辉三角中数字的排列规律,思考二项式系数与杨辉三角中数字的关系。
(三)探究二项式系数的性质(25分钟)
1.对称性
引导学生观察杨辉三角,发现二项式系数具有对称性,即\(C_n^k=C_n^{nk}\)。
提问:如何从组合数的定义来理解这一性质?
学生思考并回答后,教师进行总结:根据组合数公式\(C_n^k=\frac{n!}{k!(nk)!}\),\(C_n^{nk}=\frac{n!}{(nk)![n(nk)]!}=\frac{n!}{(nk)!k!}\),所以\(C_n^k=C_n^{nk}\)。
让学生举例说明对称性在二项式展开中的应用。
2.增减性与最大值
观察杨辉三角中相邻两行二项式系数的变化情况,引导学生发现:
当\(k\frac{n}{2}\)时,二项式系数逐渐增大;
当\(k\frac{n}{2}\)时,二项式系数逐渐减小。
提出问题:当\(n\)为偶数和奇数时,二项式系数的最大值分别是多少?
学生分组讨论,然后每组代表发言。
教师总结:
当\(n\)为偶数时,中间一项的二项式系数\(C_n^{\frac{n}{2}}\)最大;
当\(n\)为奇数时,中间两项的二项式系数\(C_n^{\frac{n1}{2}}\)与\(C_n^{\frac{n+1}{2}}\)相等且最大。
给出具体例子,让学生求二项式系数的最大值,如求\((a+b)^{10}\)展开式中二项式系数的最大值。
3.各二项式系数的和
让学生计算\((a+b)^n\)展开式中各项二项式系数的和,即\(C_n^0+C_n^1+C_n^2+\cdots+C_n^n\)。
引导学生通过赋值法来求解:
令\(a=b=1\),则\((1+1)^n=C_n^0+C_n^1+C_n^2+\cdots+C_n^n\),所以\(C_n^0+C_n^1+C_n^2+\cdots+C_n^n=2^n\)。
进一步提问:\((ab)^n\)展开式中各项二项式系数的和是多少?
学生思考后回答:令\(a=1\),\(b=1\),则\((11)^n=C_n^0C_n^1+C_n^2\cdots+(1)^nC_n^n\),所以\(C_n^0C_n^1+C_n^2\cdots+(1)^nC_n^n=0\),即\((ab)^n\)展开式中奇数项二项式系数的和等于偶数项二项式系数的和,且都等于\(2^{