等比数列求和两个公式
等比数列是指数列中每一项与它前一项的比相等的数列。在数列求和中,等比数列也有其特殊的求和公式。
对于一个等比数列 $a_1, a_2, a_3, \cdots, a_n$,如果其首项为 $a_1$,公比为 $q$,那么它的求和公式如下:
$$S_n = \frac$$
其中,$S_n$ 表示数列前 $n$ 项和。
上述公式的推导过程可以通过数学归纳法证明。首先,当 $n=1$ 时,显然有 $S_1=a_1$。接下来,假设当 $n=k$ 时公式成立,即:
$$S_k = \frac$$
那么当 $n=k+1$ 时,有:
\begin
S_ &= S_k + a_ \\
&= \frac + a_ \\
&= \frac{a_1(1-q^k)+a_(1-q)}
\end
根据等比数列的定义,有 $a_=a_kq$,将其代入上式得:
\begin
S_ &= \frac \\
&= \frac{a_1(1-q^)}
\end
因此,得证了公式对于任意 $n$ 都成立。
除了上述公式外,还有一种常用的等比数列求和公式,即:
$$S_\infty = \frac$$
其中,$S_\infty$ 表示数列的无穷级数和。
这个公式的推导过程比较简单,可以通过以下方法得到。首先,将等比数列的前 $n$ 项求和,得到:
$$S_n = \frac$$
然后,当 $n$ 趋近于无穷大时,$q^n$ 的值会趋近于 $0$,因此有:
$$\lim_ S_n = \lim_ \frac = \frac$$
因此,得证了无穷级数和公式的正确性。
综上所述,等比数列的求和公式包括了有限项求和公式和无穷级数和公式。在实际应用中,根据问题的不同,可以选择适合的公式进行求解。
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