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等差数列是数学中一种重要的数列类型。它的定义是:从第二项起,每一项与前一项的差等于同一个常数。让我们看一个简单的例子:二、四、六、八、十。我们可以看到,四减二等于二,六减四等于二,八减六等于二,十减八也等于二。这个常数差值就是等差数列的核心特征。
公差是等差数列的核心概念,用字母d表示。公差等于数列中任意相邻两项的差,即a下标n加1减去a下标n。让我们看数列三、七、十一、十五、十九,它的公差d等于七减三等于四。根据公差的正负性,我们可以判断数列的性质:当d大于零时,数列递增;当d小于零时,数列递减;当d等于零时,数列为常数列。
等差数列的通项公式是a下标n等于a下标1加上n减1乘以d。其中a下标n表示第n项,a下标1是首项,d是公差,n是项数。让我们通过一个例题来理解这个公式。已知首项a下标1等于5,公差d等于3,求第8项的值。根据通项公式,a下标8等于5加上8减1乘以3,等于5加上21,等于26。我们可以看到,通过这个公式,我们能够快速计算出等差数列中任意一项的值。
等差数列的前n项和有两个常用公式。第一个是S下标n等于n乘以首项加末项的和除以2。第二个是S下标n等于n乘以2倍首项加上n减1乘以公差的和除以2。这两个公式是等价的。让我们用数列1、3、5、7、9来验证。用第一个公式,S下标5等于5乘以1加9除以2,等于25。用第二个公式,S下标5等于5乘以2加8除以2,也等于25。我们还可以用配对求和的方法:1加9等于10,3加7等于10,再加上中间的5,总和是25。
让我们总结一下等差数列的要点。等差数列是相邻两项差值相等的数列。公差d决定了数列的性质,正数表示递增,负数表示递减。通项公式a下标n等于a下标1加上n减1乘以d,帮助我们求出任意一项。前n项和公式S下标n等于n乘以首项加末项除以2,用于计算数列的累加和。等差数列在数学和实际问题中都有广泛的应用,是数列学习的重要基础。