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等比数列通项求和

时间:2024-12-29 16:08:04 来源:网络整理 编辑:焦点

核心提示

等比数列是等比数学中常见的一种数列,它的数列每一项都是前一项乘以一个相同的常数,这个常数被称为公比。通项等比数列的求和通项公式可以写为 $a_n=a_1\\cdot r^{n-1}$,其中 $a_n$

等比数列是等比数学中常见的一种数列,它的数列每一项都是前一项乘以一个相同的常数,这个常数被称为公比。通项等比数列的求和通项公式可以写为 $a_n=a_1\\cdot r^{ n-1}$,其中 $a_n$ 表示第 $n$ 项,等比$a_1$ 表示首项,数列$r$ 表示公比。通项

我们想要求等比数列的求和前 $n$ 项之和 $S_n$,可以使用以下方法:将等比数列的等比前 $n$ 项分别乘以公比 $r$,得到一个新的数列数列,记为 $r\\cdot a_1,通项 r^2\\cdot a_2, r^3\\cdot a_3, \\cdots, r^n\\cdot a_n$。将这个数列与原等比数列相减,求和得到一个新的等比数列 $a_1\\cdot (1-r), a_2\\cdot (r-r^2), a_3\\cdot (r^2-r^3), \\cdots, a_{ n-1}\\cdot (r^{ n-2}-r^{ n-1}), a_n\\cdot (r^{ n-1}-r^n)$。观察这个数列,数列可以发现它的通项每一项都可以因式分解为 $a_k\\cdot (1-r^k)$ 的形式,因此可以将它们相加,得到:

等比数列通项求和

$$a_1\\cdot (1-r)+a_2\\cdot (1-r^2)+a_3\\cdot (1-r^3)+\\cdots+a_{ n-1}\\cdot (1-r^{ n-1})+a_n\\cdot (1-r^n)$$

等比数列通项求和

将等比数列的通项公式代入上式,得到:

$$S_n=a_1\\cdot\\frac{ 1-r^n}{ 1-r}$$

这就是等比数列前 $n$ 项之和的通项公式。通过这个公式,我们可以方便地求解等比数列的和,而不必逐一累加每一项。

需要注意的是,在 $r=1$ 的情况下,等比数列就变成了等差数列,此时通项公式为 $a_n=a_1+(n-1)d$,其中 $d$ 表示公差,求和公式为 $S_n=\\frac{ n}{ 2}(a_1+a_n)$。在这种情况下,上述求和公式不适用,需要使用等差数列的求和公式。