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输入计算

数学公式

Show calculation steps (1)
  1. Sum of Terms

    Sum of Terms: 等差数列计算器

    Sum of the first n terms where a1 = First Term, d = Common Difference, n = Number of Terms

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结果

首项(a₁) 1
公差(d) 2
项数(n) 10
末项(aₙ) 19
各项之和 100

数列可视化

1
3
5
7
9
11
13
15
17
19

等差数列计算器能做什么

等差数列是一组数字,其中每一项都比前一项增加(或减少)固定的数值,这个固定数值称为"公差"。本计算器只需三个输入项,就能立即算出末项、所有项之和,并以颜色渐变的方式直观呈现整个数列,让你一眼看清数列的变化趋势。

数轴上均匀分布的点,显示等差数列相邻项之间的间隔相等
等差数列每一项之间以恒定的公差递增。

你需要输入的内容

  • 首项(a₁):数列的起始数值。
  • 公差(d):每一项加上它即可得到下一项的固定数值。公差为正时数列递增,为负时数列递减。
  • 项数(n):你想要生成的项的数量,计算器会逐项列出并求和。

所用公式

计算器采用两个标准的等差数列公式:

  • 第 n 项(末项):$$a_n = \text{a}_1 + \left(\text{n} - 1\right)\times\text{d}$$
  • 前 n 项之和:$$S_n = \frac{\text{n}}{2}\times\left(2\,\text{a}_1 + \left(\text{n} - 1\right)\times\text{d}\right)$$

同时,它会从 \(a_1\) 一直生成到 \(a_n\) 的每一项。在可视化展示中,每一项都按绿到红的渐变着色,并略微调整大小——最小值显示为绿色且较小,最大值显示为红色且较大——这样数列的变化趋势就一目了然。

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等差数列各项的柱状图,以相等步长增长,阴影部分的总面积表示总和
每一项以固定的步长增长;阴影区域表示所有项的总和。

实例演示

假设你输入首项 = 3,公差 = 5,项数 = 6。

  • 末项:$$a_6 = 3 + \left(6 - 1\right)\times 5 = 3 + 25 = \mathbf{28}$$
  • 求和:$$S_6 = \frac{6}{2}\times\left(2\times 3 + \left(6 - 1\right)\times 5\right) = 3\times\left(6 + 25\right) = 3\times 31 = \mathbf{93}$$
  • 数列:3, 8, 13, 18, 23, 28

计算器会返回末项 28、总和 93,并将全部六项以颜色渐变的形式展示出来。

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比较不同的数列输入

等差数列由三个输入定义:首项 \(a_1\)、公差 \(d\) 和项数 \(n\)。从这些可以计算最后(第n项)和所有项的和,使用:

$$a_n = a_1 + (n-1)\,d \qquad S_n = \frac{n}{2}\,(a_1 + a_n)$$

下表显示了在几个现实输入集中,最后一项和和如何变化。注意公差为负会产生递减数列,分数差会产生非整数项。

首项 \(a_1\) 公差 \(d\) 项数 \(n\) 末项 \(a_n\) 和 \(S_n\)
2 3 5 14 40
10 -2 8 -4 24
1 0.5 10 5.5 32.5
5 5 20 100 1050
100 -10 11 0 550
0 1 100 99 4950

例如,最后一行对整数 \(0+1+2+\cdots+99\) 求和。使用 \(S_n = \tfrac{n}{2}(a_1 + a_n) = \tfrac{100}{2}(0 + 99) = 4950\)。这个相同的总数可以用 等差级数 公式确认,等价于求和 \(\sum_{i=1}^{100}(i-1)\)。

常见问题

公差可以是负数或小数吗?可以。输入项均按十进制数处理,因此公差为 −2 会得到递减数列,0.5 则会产生小数步长。唯独项数必须是整数。

如果项数输入 1 会怎样?数列将只包含首项,末项等于首项,总和也就等于这个数值本身。

这个计算器也能用于等差级数吗?可以——"求和"结果正是等差级数的值(所有项的总和),由上面的 \(S_n\) 公式计算得出。

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