高中數學數列基礎知識

  數列***sequence of number***是以正整數集***或它的有限子集***為定義域的函式,是一列有序的數。下面是小編為你整理的,一起來看看吧。

  :等差數列

  定義

  一般地,如果一個數列從第2項起,每一項與它的前一項的差等於同一個常數,這個數列就叫做等差數列***arithmetic sequence***,這個常數叫做等差數列的公差***common difference***,公差通常用字母d表示,前n項和用Sn表示。等差數列可以縮寫為A.P.***Arithmetic Progression***。

  通項公式

  an=a1+***n-1***d

  n=1時 a1=S1

  n≥2時 an=Sn-Sn-1

  an=kn+b***k,b為常數*** 推導過程:an=dn+a1-d 令d=k,a1-d=b 則得到an=kn+b

  等差中項

  由三個數a,A,b組成的等差數列可以堪稱最簡單的等差數列。這時,A叫做a與b的等差中項***arithmetic mean***。

  有關係:A=***a+b***÷2

  前n項和

  倒序相加法推導前n項和公式:

  Sn=a1+a2+a3 +·····+an

  =a1+***a1+d***+***a1+2d***+······+[a1+***n-1***d] ①

  Sn=an+an-1+an-2+······+a1

  =an+***an-d***+***an-2d***+······+[an-***n-1***d] ②

  由①+②得2Sn=***a1+an***+***a1+an***+······+***a1+an******n個***=n***a1+an***

  ∴Sn=n***a1+an***÷2

  等差數列的前n項和等於首末兩項的和與項數乘積的一半:

  Sn=n***a1+an***÷2=na1+n***n-1***d÷2

  Sn=dn2÷2+n***a1-d÷2***

  亦可得

  a1=2sn÷n-an

  an=2sn÷n-a1

  有趣的是S2n-1=***2n-1***an,S2n+1=***2n+1***an+1

  性質

  一、任意兩項am,an的關係為:

  an=am+***n-m***d

  它可以看作等差數列廣義的通項公式。

  二、從等差數列的定義、通項公式,前n項和公式還可推出:

  a1+an=a2+an-1=a3+an-2=…=ak+an-k+1,k∈N*

  三、若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,則有

  am+an=ap+aq

  四、對任意的k∈N*,有

  Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…,Snk-S***n-1***k…成等差數列。

  :等比數列

  定義

  一般地,如果一個數列從第2項起,每一項與它的前一項的比等於同一個常數,這個數列就叫做等比數列***geometric sequence***。這個常數叫做等比數列的公比***common ratio***,公比通常用字母q表示。

  縮寫

  等比數列可以縮寫為G.P.***Geometric Progression***。

  等比中項

  如果在a與b中間插入一個數G,使a,G,b成等比數列,那麼G叫做a與b的等比中項。

  通項公式

  an=a1*q^***n-1*** ***其中首項是a1 ,公比是q***

  an=Sn-S***n-1*** ***n≥2***

  前n項和

  當q≠1時,等比數列的前n項和的公式為

  Sn=a1***1-q^n***/***1-q***=***a1-a1*q^n***/***1-q*** ***q≠1***

  當q=1時,等比數列的前n項和的公式為

  Sn=na1

  前n項和與通項的關係

  an=a1=s1***n=1***

  an=sn-s***n-1******n≥2***

  性質

  ***1***若 m、n、p、q∈N*,且m+n=p+q,則am·an=ap·aq;

  ***2***在等比數列中,依次每 k項之和仍成等比數列。

  ***3***從等比數列的定義、通項公式、前n項和公式可以推出: a1·an=a2·an-1=a3·an-2=…=ak·an-k+1,k∈{1,2,…,n}

  ***4***等比中項:q、r、p成等差數列,則aq·ap=ar²,ar則為ap,aq等比中項。

  記πn=a1·a2…an,則有π2n-1=***an***2n-1,π2n+1=***an+1***2n+1

  另外,一個各項均為正數的等比數列各項取同底對數後構成一個等差數列;反之,以任一個正數C為底,用一個等差數列的各項做指數構造冪Can,則是等比數列。在這個意義下,我們說:一個正項等比數列與等差數列是“同構”的。

  ***5*** 等比數列前n項之和Sn=a1***1-q^n***/***1-q***

  ***6***任意兩項am,an的關係為an=am·q^***n-m***

  ***7***在等比數列中,首項a1與公比q都不為零。

  注意:上述公式中a^n表示a的n次方。

  :等和數列

  定義

  “等和數列”:在一個數列中,如果每一項與它的後一項的和都為同一個常數,那麼這個數列叫做等和數列,這個常數叫做該數列的公和。

  對一個數列,如果其任意的連續k***k≥2***項的和都相等,我們就把此數列叫做等和數列

  性質

  必定是迴圈數列

  證明:對任意正整數n,有an + an+1 + … + an+k-1 = an+1 + an+2 + … + an+k, 所以對任意正整數n,an = an+k,如果這個數列有n+k項的話。