等比数列:$S_n = \frac{a_1(1 - q^n)}{1 - q}$
数列求和的"秒杀万能公式"主要针对等差数列和等比数列,以下是具体说明:
一、等差数列求和公式
基本公式
$$S_n = \frac{n(a_1 + a_n)}{2}$$
其中,$S_n$表示前$n$项和,$a_1$为首项,$a_n$为第$n$项,$n$为项数。
变形公式
$$S_n = \frac{n}{2} \times (a_1 + l)$$
其中$l$为末项(即$a_n$)。
应用示例
对于数列$1, 3, 5, 7, 9$,首项$a_1=1$,末项$a_5=9$,项数$n=5$,则:
$$S_5 = \frac{5 \times (1 + 9)}{2} = 25$$。
二、等比数列求和公式
基本公式
$$S_n = \frac{a_1(1 - q^n)}{1 - q} \quad (q \neq 1)$$
其中,$q$为公比。
应用示例
对于数列$1, 2, 4, 8, 16$,首项$a_1=1$,公比$q=2$,项数$n=5$,则:
$$S_5 = \frac{1 \times (1 - 2^5)}{1 - 2} = 31$$。
三、注意事项
公式适用范围
该公式仅适用于等差数列和等比数列,对于其他类型的数列(如非等差/等比数列),需采用拆分法或积分法等特殊方法。
高阶数列
对于更高阶的数列,可能需要结合数学归纳法、生成函数等高级方法求解。
公式推导
等差数列公式可通过倒序相加法推导,等比数列公式则通过错位相减法得出。
通过熟练掌握上述公式,数列求和问题可快速解决。若遇到复杂数列,建议先判断类型,再选择合适方法。