第17课 — 等差数列(PA)
常数差的数列。通项公式、项和(高斯法),财务和物理应用。
Used in: 1.º ano EM (15 anos) · Equiv. Math I japonês · Equiv. Klasse 10 alemã
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
定义和公式
通项公式
可通过对的数学归纳法证明。等价于任意索引的。
"等差数列是一个数列,其中任意两个相邻项之间的差是常数。" — OpenStax College Algebra 2e, §9.2
前项和
证明(儿童高斯,约1789年):写两遍——升序和降序:
逐项相加:,因为每一对都加起来等于。∎
性质
- 算术平均:三个连续项满足。
- 递增(若)、递减(若)、常数(若)。
- 两端之和等于等距项之和:
幂和(预告)
详解例题
Exercise list
40 exercises · 10 with worked solution (25%)
- Ex. 17.1Application
公差的等差数列,。计算。
- Ex. 17.2Application
公差的等差数列,。计算。
- Ex. 17.3Application
在等差数列中,和。确定和。
- Ex. 17.4Application
在等差数列中,和。确定通项。
- Ex. 17.5Application
有限等差数列有多少项?
- Ex. 17.6Application
等差数列有通项。和是多少?
- Ex. 17.7ApplicationAnswer key
等差数列、。计算。
- Ex. 17.8ApplicationAnswer key
确定,使得、、按此顺序形成等差数列。
- Ex. 17.9Application
在等差数列中,且。计算和。
- Ex. 17.10ApplicationAnswer key
在3和18之间插入4个等差中项。
- Ex. 17.11ApplicationAnswer key
计算。
- Ex. 17.12Application
计算 — 高斯的经典问题。
- Ex. 17.13Application
计算偶数之和:。
- Ex. 17.14ApplicationAnswer key
计算奇数之和:。
- Ex. 17.15Application
计算等差数列的前30项之和。
- Ex. 17.16Application
在等差数列中,和。计算。
- Ex. 17.17Application
计算。
- Ex. 17.18Application
等差数列多少项的总和?
- Ex. 17.19Application
计算1到100之间3的倍数之和。
- Ex. 17.20Application
等差数列的前项之和是。确定通项。
- Ex. 17.21Modeling
你第一个月储蓄50元,第二个月60元,第三个月70元,依此类推。2年(24个月)内储蓄多少?
- Ex. 17.22Modeling
一个剧院有20排:第一排有25个座位,每个后续排多3个。总共多少个座位?
- Ex. 17.23Modeling
在自由落体中,, m/s²。验证形成等差数列并计算5秒内的总距离。
- Ex. 17.24ModelingAnswer key
一个时钟报时:1h敲1下,2h敲2下……,12h敲12下。12小时内敲多少下?
- Ex. 17.25Modeling
初始薪水3500元/月,年增长300元。计算10年内累积总额(月薪总和)。
- Ex. 17.26Modeling
建筑桩第一层0.5米,第二层1米,第三层1.5米,等等。需要多少层使总深度 50米?
- Ex. 17.27Modeling
月通胀:、、、 用等差数列线性求和计算12个月的累积通胀近似。
- Ex. 17.28Application
1到1000的数字之和。使用高斯。
- Ex. 17.29Modeling
第一小时50个任务;每个后续小时因疲劳减少5个。8小时内有多少个任务?
- Ex. 17.30ModelingAnswer key
在每5米种一棵树的一行中,连接100棵树需要多长的围栏?
- Ex. 17.31Proof
通过数学归纳法证明。
- Ex. 17.32Proof
通过数学归纳法证明如果是公差为的等差数列,那么。
- Ex. 17.33ChallengeAnswer key
求一个5项的等差数列,使得和。
- Ex. 17.34ProofAnswer key
证明在等差数列中,只要。
- Ex. 17.35Challenge
使用求和公式计算。
- Ex. 17.36Modeling
金字塔顶部1块砖,每层增长1块直到底座。如果底座有60行,总共多少块砖?
- Ex. 17.37Application
计算前100个奇数之和。
- Ex. 17.38Understanding
"在任何等差数列中,差的数列是常数。"真还是假?
- Ex. 17.39Understanding
在有49项的有限等差数列中,中心项的位置是哪个?中心项与和之间的关系是什么?
- Ex. 17.40ChallengeAnswer key
在递减等差数列()中,,找最大使得。用和表示。
来源
- OpenStax — College Algebra 2e — Jay Abramson等著 · 2022年,第2版 · 英文 · CC-BY 4.0 · §9.2(Arithmetic Sequences)、§9.4(Series and Their Notations)。练习题和例题1、3和5的主要来源。
- Stitz–Zeager — Precalculus — Carl Stitz、Jeff Zeager著 · 2013年,v3 · 英文 · CC-BY-NC-SA · §9.1–9.2(Sequences and Summation Notation)。例题2和结构性练习的来源。
- Hammack — Book of Proof — Richard Hammack著 · 2018年,第3版 · 英文 · 开源 · cap. 10(Mathematical Induction)。证明17.31、17.32、17.34的来源。
- OpenStax — College Physics 2e — Paul Peter Urone等著 · 2022年 · 英文 · CC-BY 4.0 · §2.7(Falling Objects)。例题5和练习17.23的来源(自由落体)。
- Wikilivros — Matemática elementar (Progressões aritméticas) — 活跃 · 葡萄牙语 · CC-BY-SA。等差中项和实际练习的葡语参考。