等比数列是一种数列,其中每一项(除了第一项)都是前一项的固定倍数。这个固定倍数被称为公比。等比数列有很多有用的性质,以下是一些基本性质及其应用:
1. 公比:如果a, ar, ar^2, ..., ar^(n-1) 是等比数列,那么公比r是常数,且r^n = ar^(n-1) / ar^n。因此,我们可以通过已知的相邻项关系来确定公比。
应用:已知an和a_{n+1},我们可以求出公比r = a_{n+1} / an。
2. 和/差公式:设a, ar, ar^2, ..., ar^(n-1) 是等比数列,那么它们的和Sn = a(1 - r^n) / (1 - r)。同样,这些项的差Dn = ar^(n-1) / (1 - r)。
应用:在等比数列中,我们常用和/差公式来简化求和和求差运算。
3. 通项公式:如果a, ar, ar^2, ..., ar^(n-1) 是等比数列,那么其通项公式为an = ar^(n-1)。
应用:通项公式可以帮助我们找到等比数列中任意一项的值。
4. 求和公式:如果a, ar, ar^2, ..., ar^(n-1) 是等比数列,那么它们的和Sn = a(1 - r^n) / (1 - r)。
应用:求和公式可以帮助我们快速计算等比数列的前n项和。
5. 等比中项:如果一个数列{a, ar, ar^2, ..., ar^(n-1)}是等比数列,那么它的等比中项是ar^(n/2)(如果n是奇数)或(ar^((n/2) - 1) + ar^((n/2) + 1)) / 2(如果n是偶数)。
应用:等比中项可以帮助我们求取等比数列的“中心”值。
6. 无穷等比数列的和:如果一个等比数列的公比绝对值小于1,那么它的无穷项和S = a / (1 - r)。
应用:这个公式可以帮助我们计算无穷等比数列的和。