國二上🧮 代數
等差數列與級數
Arithmetic Sequences and Series
公式
aₙ = a₁ + (n−1)d | Sₙ = n(a₁ + aₙ) ÷ 2
每一項固定加同一個數叫等差。第 n 項只加了 (n−1) 次公差,不是 n 次。
白話解釋
3, 7, 11, 15, … 每一項都比前一項多 4,這種數列叫**等差數列**,那個固定的差 4 叫**公差** d。
**一般項公式**:aₙ = a₁ + (n−1)d。 最容易錯的就是這個 (n−1)。從第 1 項走到第 n 項,中間只跨了 n−1 步,所以只加了 n−1 個公差。第 10 項是 a₁ + 9d,不是 a₁ + 10d。
**求和公式**:Sₙ = n(a₁ + aₙ) ÷ 2。 這個公式有個很漂亮的來源(傳說是高斯小時候想出來的):把數列正著寫一遍、倒著寫一遍相加,每一組的和都是 a₁ + aₙ,總共 n 組,所以總和的兩倍是 n(a₁ + aₙ)。
用它算 1 + 2 + … + 100:a₁ = 1、a₁₀₀ = 100、n = 100,所以 S = 100 × 101 ÷ 2 = 5050。
如果不知道 aₙ,可以先用一般項公式算出來,再代入求和公式。
什麼時候用
找數列規律、算連續數的總和、堆疊與排列問題。
最容易錯的地方
- 一般項用成 a₁ + nd,第 n 項算多加一個公差。
- 求和時忘記除以 2。
- 公差算成 a₁ − a₂(方向反了,應該是後項減前項)。
例題 · 3 題
先自己算,再看解答——這樣才有效。
- 1
數列 3, 7, 11, … 的第 10 項是多少?
- 2
1 + 2 + 3 + … + 100 = ?
- 3
等差數列首項 5、公差 3,第 8 項是多少?