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输入计算

数学公式

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结果

等差数列之和
55
Sₙ for n = 10 terms
首项(a₁) 1
公差(d) 1
末项(aₙ) 10
项数(n) 10

什么是等差数列求和?

等差数列求和,指的是把等差数列各项相加得到的结果。所谓等差数列,就是相邻两项之间的差固定不变的一组数,这个固定的差值称为公差(\(d\))。从首项\(a_1\)出发,数列依次为\(a_1\)、\(a_1+d\)、\(a_1+2d\)……以此类推。前\(n\)项相加的结果记作\(S_n\)。本计算器可瞬间算出\(S_n\),同时给出末项\(a_n\)的数值。

以等间距递增、每步增量恒定的项表示的等差数列
每一项都以相同的公差 \(d\) 增加,而 \(S_n\) 是它们的总和。

如何使用本计算器

只需填写三个数值:首项\(a_1\)、公差\(d\)(可以是负数或小数)以及项数\(n\)(必须是正整数)。计算器会返回数列的总和、末项\(a_n\)的数值,并同时显示你输入的各项参数,方便你核对设置是否正确。

公式详解

核心公式为 $$S_n = \frac{n}{2}\left(2a_1 + (n-1)d\right).$$ 其中\((n-1)d\) 表示末项相比首项一共增加了多少,因此 \(2a_1 + (n-1)d\) 正好等于 \(a_1 + a_n\)。再乘以 \(\frac{n}{2}\),就是著名的"高斯求和法":把首项与末项配对,每一对之和都等于 \(a_1 + a_n\),而这样的配对共有 \(\frac{n}{2}\) 组。由此可得到等价公式 $$S_n = \frac{n(a_1 + a_n)}{2}.$$

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将数列的首项与末项配对以展示求和公式
将两端的项配对可得到相等的和,从而推出 \(S_n = \frac{n(a_1+a_n)}{2}\)。

实例演示

假设 \(a_1 = 2\),\(d = 3\),\(n = 5\)。那么各项依次为 2、5、8、11、14。末项 \(a_n = 2 + (5-1)\cdot 3 = 14\)。求和结果为 $$S_5 = \frac{5}{2}\left(2\cdot 2 + 4\cdot 3\right) = \frac{5}{2}(4 + 12) = \frac{5}{2}\cdot 16 = 40.$$ 逐项相加验证:\(2 + 5 + 8 + 11 + 14 = 40\)。✔

常见问题

公差 \(d\) 可以是负数吗?可以。公差为负时数列递减,公式同样适用。

如果 \(d = 0\) 会怎样?此时每一项都等于 \(a_1\),所以总和就是 \(n \cdot a_1\)。

各项可以不是整数吗?可以,\(a_1\) 和 \(d\) 都允许是小数;只有 \(n\) 必须为正整数,因为它表示项的数量。

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