【等比数列的求和公式怎么写】在数学中,等比数列是一种重要的数列形式,其特点是每一项与前一项的比值是一个常数,称为公比。对于等比数列的求和问题,掌握正确的公式是关键。下面将对等比数列的求和公式进行总结,并通过表格形式清晰展示。
一、等比数列的基本概念
- 定义:一个数列如果从第二项起,每一项与前一项的比都是同一个常数,那么这个数列叫做等比数列。
- 通项公式:
$ a_n = a_1 \cdot r^{n-1} $
其中,$ a_1 $ 是首项,$ r $ 是公比,$ n $ 是项数。
- 求和目标:求前 $ n $ 项的和,记作 $ S_n $。
二、等比数列的求和公式
根据公比 $ r $ 的不同,等比数列的求和公式分为两种情况:
情况 | 公比 $ r $ | 公式 | 说明 |
1 | $ r \neq 1 $ | $ S_n = a_1 \cdot \frac{1 - r^n}{1 - r} $ | 当公比不等于1时使用此公式 |
2 | $ r = 1 $ | $ S_n = a_1 \cdot n $ | 当公比为1时,所有项都相等,直接乘以项数即可 |
三、公式应用示例
示例1:公比 $ r \neq 1 $
已知首项 $ a_1 = 2 $,公比 $ r = 3 $,求前5项的和。
$$
S_5 = 2 \cdot \frac{1 - 3^5}{1 - 3} = 2 \cdot \frac{1 - 243}{-2} = 2 \cdot \frac{-242}{-2} = 2 \cdot 121 = 242
$$
示例2:公比 $ r = 1 $
已知首项 $ a_1 = 5 $,公比 $ r = 1 $,求前6项的和。
$$
S_6 = 5 \cdot 6 = 30
$$
四、注意事项
- 若公比 $ r > 1 $,也可以使用另一种形式的公式:
$ S_n = a_1 \cdot \frac{r^n - 1}{r - 1} $
这种形式在计算时更直观。
- 当 $
$ S = \frac{a_1}{1 - r} $,前提是 $
五、总结
等比数列的求和公式是数学学习中的重要内容,掌握其基本原理和应用场景有助于解决实际问题。通过表格形式可以清晰地对比不同情况下的公式,提高理解和记忆效率。希望本文能够帮助你更好地理解等比数列的求和方法。
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