【等差等比数列公式】在数学中,数列是一种按照一定顺序排列的数的集合。其中,等差数列和等比数列是两种常见的数列类型,它们在数学、物理、工程等领域有着广泛的应用。本文将对等差数列和等比数列的基本公式进行总结,并以表格形式清晰展示。
一、等差数列
等差数列是指从第二项开始,每一项与前一项的差为一个常数的数列。这个常数称为公差,记作 $ d $。
基本公式:
1. 通项公式:
$$
a_n = a_1 + (n - 1)d
$$
其中,$ a_1 $ 是首项,$ n $ 是项数,$ d $ 是公差。
2. 求和公式(前 $ n $ 项和):
$$
S_n = \frac{n}{2}(a_1 + a_n) = \frac{n}{2}[2a_1 + (n - 1)d
$$
3. 中间项性质:
若 $ m + n = p + q $,则有 $ a_m + a_n = a_p + a_q $
二、等比数列
等比数列是指从第二项开始,每一项与前一项的比为一个常数的数列。这个常数称为公比,记作 $ r $。
基本公式:
1. 通项公式:
$$
a_n = a_1 \cdot r^{n-1}
$$
其中,$ a_1 $ 是首项,$ n $ 是项数,$ r $ 是公比。
2. 求和公式(前 $ n $ 项和):
$$
S_n = a_1 \cdot \frac{1 - r^n}{1 - r} \quad (r \neq 1)
$$
当 $
$$
S = \frac{a_1}{1 - r}
$$
3. 中间项性质:
若 $ m + n = p + q $,则有 $ a_m \cdot a_n = a_p \cdot a_q $
三、对比表格
项目 | 等差数列 | 等比数列 | ||
定义 | 每一项与前一项的差为常数 | 每一项与前一项的比为常数 | ||
公差 $ d $ | $ a_{n+1} - a_n = d $ | $ \frac{a_{n+1}}{a_n} = r $ | ||
通项公式 | $ a_n = a_1 + (n - 1)d $ | $ a_n = a_1 \cdot r^{n-1} $ | ||
前 $ n $ 项和 | $ S_n = \frac{n}{2}(a_1 + a_n) $ | $ S_n = a_1 \cdot \frac{1 - r^n}{1 - r} $ | ||
无穷和 | 不适用(除非 $ d = 0 $) | $ S = \frac{a_1}{1 - r} $(当 $ | r | < 1 $) |
四、总结
等差数列和等比数列是数列中的两种基本形式,掌握它们的通项公式和求和公式对于解决实际问题非常重要。通过理解它们的规律和性质,可以帮助我们更高效地分析和计算数列相关的问题。无论是考试还是日常应用,这些公式都是不可或缺的基础工具。
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