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数学 · 课程

区分等差变化与等比变化

有些数列每次加同样的数,有些每次乘同样的数,选错类型就会得到一个很有把握的错误答案。

本页内容
  1. 怎样决定是加还是乘?
  2. 解题步骤
  3. 例题详解
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 下一步

等差(arithmetic)数列每次加同样的量,等比(geometric)数列每次乘同样的量。关键是在写公式之前先判断是哪一种。这项技能出现在增长、衰减和重复百分比变化的题目中。

这一课属于数列与规律公式模块,建立在求线性项公式之上。

怎样决定是加还是乘?

对相邻的项做两个快速测试。求差测试是用每一项减去前一项。求比测试是用每一项除以前一项。

如果所有的差都相等,是等差数列。如果所有的比值都相等,是等比数列。两者都不是,则是别的类型。

解题步骤

  1. 求差:算出相邻各项的差。
  2. 求比:算出每一项与前一项的比值。
  3. 判断:差固定是等差,比值固定是等比。
  4. 写公式:等差是 dn + c,等比是 a × r^(n − 1)。
  5. 检验:代入 n = 1 和一个较后面的项。

例题详解

数列 2, 6, 18, 54, … 继续下去。判断类型,写出第 n 项,并求第 6 项。

第一步,求差: 6 − 2 = 4,18 − 6 = 12,54 − 18 = 36。它们不相等,所以不是等差数列。

第二步,求比: 6 ÷ 2 = 3,18 ÷ 6 = 3,54 ÷ 18 = 3。比值固定,所以是等比数列,a = 2,r = 3。

第三步,公式: 第 n 项 = 2 × 3^(n − 1)。

第四步,检验: n = 1 得 2 × 3^0 = 2,n = 4 得 2 × 3³ = 2 × 27 = 54,两者都吻合。

第 6 项: 2 × 3^5 = 2 × 243 = 486。往后继续:54 × 3 = 162,162 × 3 = 486,结果相同。

要留意的错误

常见的失误是等比公式的指数用错。

错误答案: 第 n 项 = 2 × 3^n,所以第 6 项是 2 × 3^6 = 1458

学生把指数写成 n,而不是 n − 1。

在 n = 1 检验:2 × 3^1 = 6,但第一项是 2。第一项还没有乘过公比,所以指数比位置少 1。正确公式是 2 × 3^(n − 1),第 6 项是 486。

自我检测

先不用计算器试做,再打开答案核对。

1. 数列是 5, 10, 20, 40, … 说明它的类型,并求第 7 项。

查看答案

差:5, 10, 20,不固定。比值:2, 2, 2,固定。它是等比数列,a = 5,r = 2。

第 7 项:5 × 2^6 = 5 × 64 = 320。

2. 数列是 100, 90, 80, 70, … 说明它的类型,并求第 n 项。

查看答案

差:−10, −10, −10,固定,所以是等差数列,d = −10。−10n 给出 −10, −20, −30,所以常数项是 110。

第 n 项是 110 − 10n。检验:n = 1 得 100,n = 4 得 70。

3. 1, 4, 9, 16, … 是等差、等比,还是都不是?请给出依据。

查看答案

差:3, 5, 7,不固定。比值:4, 2.25, 约 1.78,不固定。这个数列两者都不是。它是平方数 n²。

下一步

接下来学习用二阶差探究二次公式,它涵盖像平方数这样的数列。然后用数列练习题组综合所有类型。数列与级数实验室能把两种变化并排展示出来。

数列题目看起来简单,却可能藏着选错变化类型的陷阱。数学线上一对一补习的老师可以帮你把这类问题筛出来。

常见问题

怎样判断数列是等差还是等比?

比较差和比值。如果相邻两项的差固定,就是等差数列;如果每一项与前一项的比值固定,就是等比数列。对 3, 6, 12,差分别是 3 和 6,但比值都是 2,所以是等比数列。

等比数列的第 n 项公式是什么?

如果首项是 a,公比(common ratio)是 r,第 n 项就是 a × r^(n − 1)。指数是 n − 1,因为第一项还没有乘过 r。对 2, 6, 18,公式是 2 × 3^(n − 1),所以第 6 项是 2 × 3^5 = 486。

数列可以既不是等差也不是等比吗?

可以。平方数 1, 4, 9, 16 的差是 3, 5, 7,比值是 4, 2.25, 1.78,两者都不固定。这类数列可能是二次数列,可以用二阶差来探究。

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下一步

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