等比数列求和公式及推导
等比数列是指数列中的每一项与前一项的比相等的数列。在数学中,求等比数列的和是非常常见的问题。考虑一个等比数列:a, ar, ar^2, ar^3, ...,其中a是首项,r是公比。求等比数列的和可以使用以下公式:
S = a(1 - r^n) / (1 - r)
其中S表示等比数列的和,a是首项,r是公比,n是项数。
可以通过以下步骤推导出这个公式:
1.令等比数列的和为S,将其展开得到:S = a ar ar^2 ar^3 ...
2.将等比数列乘以公比r得到:rS = ar ar^2 ar^3 ar^4 ...
3.将rS减去S得到:(r-1)S = ar^n
4.解出S得到:S = a(1 - r^n) / (1 - r)
使用等比数列求和公式可以快速计算等比数列的和,从而解决各种实际问题。例如,在金融领域中,使用等比数列求和公式可以计算复利的本息和;在物理学中,可以用来计算重力加速度和落体运动的位移等。