等差数列和等比数列
等差数列
定义
若数列 满足 ( 为常数),则称其为等差数列, 为公差。 通项公式:
前 项和公式:
证明
- 通项公式:数学归纳法易证。
- 求和公式:将数列正序和倒序相加,每对对应项和为 ,共 对。
性质
- 等差中项:若 成等差数列,则 。
- 若数列 为等差数列,则 当且仅当 。
常用场景
- 均匀变化问题(如匀速运动中的位移)
- 金融中的等额本金还款
等比数列
定义
若数列 满足 ( 为常数且 ),则称其为等比数列, 为公比。 通项公式:
前 项和公式( 时):
证明
- 通项公式:数学归纳法易证。
- 求和公式:设 ,用错位相减法消去中间项。
性质
- 等比中项:若 成等比数列,则 。
- 若数列 为等比数列,则 当且仅当 。
常用场景
- 复利计算
- 指数增长/衰减模型(如细菌繁殖、放射性衰变)