2.3 等差數列的前n項和
一般地,我們稱
\[a_1+a_2+a_3+\ldots+a_n\]
為數列\(\{a_n\}\)的前n項和,用\(S_n\)表示,即
\[S_n=a_1+a_2+a_3+\ldots+a_n.\]
由高斯算法的啟示,對於公差為\(d\)的等差數列,我們用兩種方式表示\(S_n\):
\[S_n=a_1+(a_1+d)+(a_1+2d)+\ldots+[a_1+(n-1)d],\ \ \ \ ①\]
\[S_n=a_n+(a_n-d)+(a_n-2d)+\ldots+[a_n-(n-1)d].\ \ \ \ ②\]
由①+②,得
\[2S_n=(a_1+\underbrace{a_n)+(a_1+a_n)+(a_1+a_n)+\ldots+(a_1}_{n個}+a_n)=n(a_1+a_n)\]
由此得到等差數列\(a_n\)的前\(n\)項和的公式
\[S_n= \frac{n(a_1+a_n)}{2}\]
如果代入等差數列的通項公式\(a_n=a_1+(n-1)d\),\(S_n\)也可以用首項\(a_1\)與公差\(d\)表示,
即
\[S_n=na_1+\frac{n(n-1)}{2}d\]
2.3 等差數列的前n項和
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