透過 MCP 連接 →

輸入計算

數學公式

廣告

結果

Sum of geometric series Sn
1,023
sum of the first 10 terms
nth term an 512
項數 n 10
顯示精確度 14 significant digits

這個計算機能做什麼

等比級數是把一連串項相加而成,其中每一項都是把前一項乘上一個固定倍數所得,這個固定倍數稱為「公比」。整個數列長這樣:a、ar、ar²、ar³、…、ar^(n−1)。本計算機一次幫你算出兩件事:等比數列的第 n 項,以及前 n 項的總和(部分和)。你只要提供首項 a、公比 r,以及項數 n 即可。

使用方式

輸入首項 a(可以是任意實數,正數、負數或分數皆可)、公比 r,以及項數 n(須為正整數)。你也可以選擇顯示精確度,控制顯示出來的有效位數——這只會影響顯示結果,不會改變實際運算。按下計算,即可同時看到第 n 項 aₙ 與總和 Sₙ。

公式說明

第 n 項為 $$a_n = a \cdot r^{\,n-1}$$ 至於總和,當 r 不等於 1 時,使用封閉公式 $$S_n = a \cdot \frac{1 - r^{\,n}}{1 - r}$$ 當 r 等於 1 時,每一項都相同,此時分母 \((1 - r)\) 會等於零;在這種特殊情況下,總和直接為 $$S_n = n \cdot a$$ 計算機會自動分流處理,避免發生除以零的錯誤。

等比級數各項及其累積部分和的長條圖
部分和 \(S_n\) 是等比數列前 n 項的和。
按固定比值 r 增長的等比數列各項
等比級數的每一項都是前一項乘以公比 \(r\)。

實際範例

當 a = 1、r = 2、n = 10 時:第 10 項為 $$a_n = 1 \cdot 2^{9} = 512$$ 總和則為 $$S_n = 1 \cdot \frac{1 - 2^{10}}{1 - 2} = \frac{1 - 1024}{-1} = 1023$$

常見問題

這個工具能算無窮級數和嗎?不行。它一律計算剛好 n 項的有限部分和。當 \(|r| < 1\) 時,部分和會隨著 n 增大而趨近於 \(a/(1-r)\),但本工具絕不會假設項數為無限多。

公比可以是負數嗎?可以。負的 r 會讓各項正負交替,公式依然成立。

如果 r = 0 會怎樣?那麼只有首項貢獻 a,之後各項皆為零,因此 \(S_n = a\);而第 n 項 aₙ 只有在 n = 1 時等於 a,其餘情況皆為 0。

最後更新: