今天我要探讨的内容是等差数列与等比数列。相信这种东西在奥数书中真的非常的多。因为这比较难,而且比较有意思,一般都会吸引做奥数的人去做,首先就要先来定义一下什么是等差数列,什么是等比数列。
等差数列可以举例为:1/2+1/4+1/6+1/8=?
等差数列的规律是,两个相邻的加数中,前面加数的分母比后面加数的分母少一个相同的数(我举的例子中是少二)。
如何用一个代数式去代表这个数列中的任何一个数呢?可以假设要代表的是第n个数。第二个加数的分母比第一个加数的分母加了二,第三个加数的分母比第一个加数的分母加了两个二。第四个加数的分母比第一个加数的分母加了三个二。也就是说,第n个数应该是比第一个数加了n减一个二,说明第n个数是1/2+(n-1)Ⅹ2。可以用任意一个数来代替n,比如三。三减一得二,二乘二得四,四加二得六,最终结果是1/6。可见这个公式是成立的。
那么如果这个等差数列是1/3+1/5+1/7+1/9呢?假设要找第n个数,第二个加数的分母比第一个加数的分母多加了二,第三个加数的分母比第一个加数的分母多加了四,那么第n个数就应该比第一个数多加了n减一个二,那么结果也就是1/3+(n-1)x2,假设n为五,n减一得四,四乘二得八,人加三得十一。那么第五个数是否是1/11呢?答案是肯定的。
那应该如何计算等差数列呢?就以2+4+6+8+10+12为例,2+12=4+10=6+8,也就是(2+12)ⅹ12÷2÷2。这是等差数列的计算方法。
接下来定义什么是等比数列。等比数列也就是两个相邻的加数,后面加数的分母与前面加数的分母的比是一样的。比如1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128,两个相邻的加数,后面加数的分母比前面加数的分母为2:1。
解等比数列有三种方式,一、1/2+1/4=1-1/4+1/8=1-1/8,1-1/8+1/16=1-1/16,1-1/16+1/32=1-1/32,1-1/32+1/64=1-1/64,1-1/64+1/128=1-1/128,最终结果是1-1/128。
二、可以在最末尾再加上一个1/128,再减去一个1/128,先不管减去的,1/128+1/128=1/64,1/64+1/64=1/32,1/32+1/32=1/16,1/16+1/16=1/8,1/8+1/8=1/4,1/4+1/4=1/2,1/2+1/2等于一,一再减去最开始加上的1/128等于127/128。
三、S1=1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128,
2S1=1+1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64,
2S1-S1=(1+1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64)-(1/2+1/4+1/8+1/16+1/32+1/64+1/128)
S1=1-1/128
S1=127/128.
这种方法的合理性是2S1的第n加一个数。可以消掉S1的第n个数,最后会剩下的是2S1的最开始的数字和S1最末尾的数字。
那么如果两个相邻的加数,后面的加数比前面的加数等于3:1呢?那就把原来算式翻三倍,变成3S1,减去S1后再除以二。如果是4:1也是同理。
这是等比数列的计算方法。
这就是我今天要讲的话题。