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Published on 2025-03-17 / 6 Visits
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等差数列、等比数列、阶乘

等差数列、等比数列与阶乘

特性/概念

等差数列

等比数列

阶乘

定义

每两项之间的差值(公差)固定

每两项之间的比值(公比)固定

从 1 到正整数n的所有整数的乘积

一般形式

a₁, a₂, a₃, ..., aₙ

a₁, a₂, a₃, ..., aₙ

1!, 2!, 3!, ..., n!

通项公式

aₙ = a₁ + (n-1)d

aₙ = a₁ × r^(n-1)

n! = n × (n-1) × (n-2) × ... × 1

前 n 项和公式

Sₙ = n/2 × (a₁ + aₙ)

Sₙ = a₁ × (1 - r^n) / (1 - r)(r ≠ 1)

不适用(阶乘是单个值,无“前 n 项和”)

增长速度

线性增长

指数增长

超指数增长

示例

首项a₁=2,公差d=3

首项a₁=2,公比r=3

n!示例:

数列:2, 5, 8, 11, 14

数列:2, 6, 18, 54, 162

1!=1, 2!=2, 3!=6, 4!=24, 5!=120

应用场景

- 匀速运动<br>- 固定利率存款

- 复利计算<br>- 人口增长模型

- 排列组合<br>- 泰勒展开

特殊性质

公差d=0时,所有项相等

公比r=1时,所有项相等

0! = 1是基础情况


应用举例

1. 等差数列的应用

  • 存款利息问题 :如果每年定期存入一定金额,并且利率固定,则存款总额可以看作等差数列的累加。

  • 匀速运动 :物体以恒定速度移动时,其位移随时间的变化形成等差数列。

2. 等比数列的应用

  • 复利计算 :银行存款按复利计算时,本金和利息的增长符合等比数列规律。

  • 人口增长 :某些情况下,人口或生物数量的增长可以用等比数列描述。


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