什么是等差数列?
等差数列是一组数字,其中每一项与前一项之间都相差一个固定的数值,这个数值叫做公差(\(d\))。从首项 \(a_1\) 开始,数列依次为 \(a_1\)、\(a_1+d\)、\(a_1+2d\),以此类推。把这些项依次相加得到的结果,就是对应的等差数列求和(前n项和)。本计算器既能求出数列的第n项,也能求出前n项的累加总和,适用于任意等差数列。
如何使用本计算器
输入首项(\(a_1\))、公差(\(d\))以及你想计算的项数(\(n\)),工具就会给出第n项的数值(\(a_n\))以及这 \(n\) 项的总和 \(S_n\)。公差可以是正数、负数或零,首项也可以是任意实数。
公式详解
第n项的求法,是在首项的基础上累加 \((n-1)\) 次公差:$$a_n = a_1 + (n-1)d$$ 求和时则可以借助高斯当年用过的巧妙配对法——把首项和末项配成一对,第二项和倒数第二项配成一对,依此类推。每一对的和都等于 \((a_1 + a_n)\),一共有 \(n/2\) 对,于是得到 $$S_n = \frac{n}{2}\,(a_1 + a_n)$$
实例演示
假设 \(a_1 = 3\),\(d = 5\),\(n = 10\)。那么第 10 项为 $$a_{10} = 3 + (10-1)\cdot 5 = 3 + 45 = 48$$ 前 10 项的和为 $$S_{10} = \frac{10}{2}\,(3 + 48) = 5 \cdot 51 = 255$$ 也就是说,数列 3、8、13、……、48 的总和为 255。
常见问题
公差为 0 时会怎样? 此时每一项都等于 \(a_1\),因此 \(a_n = a_1\),总和就是 \(n \times a_1\)。
各项可以是负数或小数吗? 可以。\(a_1\) 和 \(d\) 取任意实数都没问题,上述公式依然完全成立。
数列和级数(求和)有什么区别? 数列是按顺序排列的一串数字;而级数(求和)则是把这些数字相加得到的结果。