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等比数列前n项求和公式

2025-09-21 10:08:41 来源:网易 用户:殷蓓辰 

等比数列前n项求和公式】在数学中,等比数列是一种重要的数列形式,其特点是每一项与前一项的比值是一个常数,称为公比。对于等比数列的前n项求和问题,有一个经典的求和公式,能够快速计算出结果。

等比数列的前n项和公式为:

$$

S_n = a_1 \cdot \frac{1 - r^n}{1 - r} \quad (r \neq 1)

$$

其中:

- $ S_n $ 表示前n项的和;

- $ a_1 $ 是首项;

- $ r $ 是公比;

- $ n $ 是项数。

当公比 $ r = 1 $ 时,等比数列为常数数列,此时前n项和为:

$$

S_n = a_1 \cdot n

$$

为了更直观地理解该公式,以下是一个总结性的表格,展示了不同情况下的等比数列前n项和计算方式:

公比 $ r $ 公式表达 说明
$ r \neq 1 $ $ S_n = a_1 \cdot \frac{1 - r^n}{1 - r} $ 常用公式,适用于大多数情况
$ r = 1 $ $ S_n = a_1 \cdot n $ 所有项相等,直接乘以项数
$ r > 1 $ $ S_n = a_1 \cdot \frac{r^n - 1}{r - 1} $ 当公比大于1时,可使用此变形公式
$ r < 1 $ $ S_n = a_1 \cdot \frac{1 - r^n}{1 - r} $ 当公比小于1时,保持原公式不变

通过上述公式和表格,我们可以快速判断并计算等比数列的前n项和。实际应用中,根据已知条件选择合适的公式是关键。同时,需要注意公比 $ r $ 的取值范围,特别是当 $ r = 1 $ 时,需要单独处理。

总之,掌握等比数列前n项和的公式不仅有助于解决数学问题,也在工程、经济等领域有着广泛的应用价值。

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