一.等差數(shù)列的傳奇故事
高斯是德國數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家和物理學(xué)家,被譽為歷史上偉大的數(shù)學(xué)家之一,和阿基米德、牛頓并列,同享盛名。高斯7歲那年,父親送他進了耶卡捷林寧國民小學(xué),讀書不久,高斯在數(shù)學(xué)上就顯露出了常人難以比較的天賦,最能證明這一點的是高斯十歲那年,教師彪特耐爾布置了一道很繁雜的計算題,要求學(xué)生把1到 100的所有整數(shù)加起來,教師剛敘述完題目,高斯即刻把寫著答案的小石板交了上去。彪特耐爾起初并不在意這一舉動,心想這個小家伙又在搗亂,但當(dāng)他發(fā)現(xiàn)全班唯一正確的答案屬于高斯時,才大吃一驚。而更使人吃驚的是高斯的算法,他發(fā)現(xiàn):第一個數(shù)加最后一個數(shù)是101,第二個數(shù)加倒數(shù)第二個數(shù)的和也是101,……共有50對這樣的數(shù),用101乘以50得到5050。這種算法是教師未曾教過的計算等級數(shù)的方法,高斯的才華使彪特耐爾十分激動,下課后特地向校長匯報,并聲稱自己已經(jīng)沒有什么可教高斯的了。相信現(xiàn)在學(xué)習(xí)等差數(shù)列的同學(xué)肯定都聽過高斯的故事,也都希望自己將來在這方面有所作為。
二.等差數(shù)列的性質(zhì)
1.公差為d的等差數(shù)列,各項同加一數(shù)所得數(shù)列仍是等差數(shù)列,其公差仍為d.
2.公差為d的等差數(shù)列,各項同乘以常數(shù)k所得數(shù)列仍是等差數(shù)列,其公差為kd.
3.若{an}{bn}為等差數(shù)列,則{ an ±bn }與{kan +bn}(k、b為非零常數(shù))也是等差數(shù)列.
4.對任何m、n ,在等差數(shù)列中有:an = am + (n-m)d(m、n∈N+),特別地,當(dāng)m = 1時,便得等差數(shù)列的通項公式,此式較等差數(shù)列的通項公式更具有一般性.
5.一般地,當(dāng)m+n=p+q(m,n,p,q∈N+)時,am+an=ap+aq .
6.公差為d的等差數(shù)列,從中取出等距離的項,構(gòu)成一個新數(shù)列,此數(shù)列仍是等差數(shù)列,其公差為kd( k為取出項數(shù)之差).
7.下表成等差數(shù)列且公差為m的項ak.ak+m.ak+2m.....(k,m∈N+)組成公差為md的等差數(shù)列。
8.在等差數(shù)列中,從第二項起,每一項(有窮數(shù)列末項除外)都是它前后兩項的等差中項.
9.當(dāng)公差d>0時,等差數(shù)列中的數(shù)隨項數(shù)的增大而增大;當(dāng)d<0時,等差數(shù)列中的數(shù)隨項數(shù)的減少而減;d=0時,等差數(shù)列中的數(shù)等于一個常數(shù).
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三.等差數(shù)列的公式
如果一個數(shù)列從第二項起,每一項與它的前一項的差等于同一個常數(shù),這個數(shù)列就叫做等差數(shù)列,這個常數(shù)叫做等差數(shù)列的公差,公差常用字母d表示。
1.等差數(shù)列的通項公式為: an=a1+(n-1)d (1)
2.前n項和公式為: Sn=na1+n(n-1)d/2或Sn=n(a1+an)/2(2)
以上n均屬于正整數(shù) 從1式可以看出,an是n的一次數(shù)函(d≠0)或常數(shù)函數(shù)(d=0),(n,an)排在一條直線上,由2式知,Sn是n的二次函數(shù)(d≠0)或一次函數(shù)(d=0,a1≠0),且常數(shù)項為0。
在等差數(shù)列中,等差中項:一般設(shè)為Ar,Am+An=2Ar,所以Ar為Am,An的等差中項。 且任意兩項am,an的關(guān)系為: an=am+(n-m)d 它可以看作等差數(shù)列廣義的通項公式。
從等差數(shù)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∈{1,2,…,n} 若m,n,p,q∈N*,且m+n=p+q,則有 am+an=ap+aq Sm-1=(2n-1)an,S2n+1=(2n+1)an+1 Sk,S2k-Sk,S3k-S2k,…,Snk-S(n-1)k…或等差數(shù)列,等等。
和=(首項+末項)×項數(shù)÷2 項數(shù)=(末項-首項)÷公差+1 首項=2和÷項數(shù)-末項 末項=2和÷項數(shù)-首項 末項=首項+(項數(shù)-1)×公差 等差數(shù)列的應(yīng)用:
日常生活中,人們常常用到等差數(shù)列如:在給各種產(chǎn)品的尺寸劃分級別 時,當(dāng)其中的最大尺寸與最小尺寸相差不大時,常按等差數(shù)列進行分級。
若為等差數(shù)列,且有an=m,am=n.則a(m+n)=0。
等差數(shù)列是一個神奇的數(shù)學(xué)問題,當(dāng)你深入到其中的時候,就會被它獨特的數(shù)學(xué)魅力所傾倒,沉浸在其中無法自拔,這也許就是很多數(shù)學(xué)家之所以能取得巨大成就的原因之一,不知道你有沒有被等差數(shù)列這個深邃的問題所傾倒呢?
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