等比數列是什麼
如果一個數列每一項除以前一項的商都一樣,就是等比數列,這個商叫做公比。2、6、18、54 每次乘 3,公比是 3;64、32、16、8 每次乘 1/2,公比是 1/2;3、−6、12、−24 每次乘 −2,公比是 −2,所以正負號交替出現。
等比數列的每一項都不能是 0,因為公比要用後項除以前項,除數不能是 0。生活中,細胞每次分裂一個變兩個,數量是公比 2 的等比數列;一張紙每對折一次,厚度就變成 2 倍,也是公比 2 的等比數列。
等比數列公式整理
從首項開始,每往後一項就乘一次公比:a₂ = a₁ × r,a₃ = a₁ × r²,a₄ = a₁ × r³,所以第 n 項乘了 n − 1 次公比。用 n = 1 檢查,a₁ × r⁰ = a₁ × 1 = a₁,正確。
等比數列例題
先寫出首項 a₁ 和公比 r,再套 aₙ = a₁ × rⁿ⁻¹。公比是分數或負數時,次方要整個括號一起算,例如 (−2)⁶ = 64。
例 1等比數列 2、6、18、54…,第 6 項是多少?
- 首項 a₁ = 2,公比 r = 6 ÷ 2 = 3
- a₆ = 2 × 3⁵ = 2 × 243 = 486
答:486
例 2等比數列 3、−6、12…,第 7 項是多少?
- 首項 a₁ = 3,公比 r = −6 ÷ 3 = −2
- a₇ = 3 × (−2)⁶ = 3 × 64 = 192
答:192
例 3等比數列 64、32、16…,第 8 項是多少?
- 首項 a₁ = 64,公比 r = 32 ÷ 64 = 1/2
- a₈ = 64 × (1/2)⁷ = 64 ÷ 128 = 1/2
答:1/2
例 4一種細菌每小時數量變成 2 倍,一開始有 5 隻,6 小時後有幾隻?
- 1 小時後 10 隻,當作首項,公比 2
- 6 小時後是第 6 項:10 × 2⁵ = 10 × 32 = 320
- 也可以想成 5 隻乘了 6 次 2:5 × 2⁶ = 5 × 64 = 320
答:320 隻
例 52、x、18 成等比數列,x 是多少?
- x 是等比中項:x² = 2 × 18 = 36
- x = 6 或 x = −6
- 檢查:2、6、18 的公比是 3;2、−6、18 的公比是 −3,兩個都是等比數列
答:6 或 −6
等比數列的和:前 n 項和公式
等比數列的和又叫等比級數,108 課綱排在高一,國中不教,這裡先整理給想預習的讀者。公式是 Sₙ = a₁(rⁿ − 1) ÷ (r − 1),r 不等於 1。推導的方法是把總和乘上公比再相減:Sₙ = a₁ + a₁r + … + a₁rⁿ⁻¹,r × Sₙ = a₁r + a₁r² + … + a₁rⁿ,下式減上式,中間的項全部消掉,剩下 r × Sₙ − Sₙ = a₁rⁿ − a₁,所以 Sₙ = a₁(rⁿ − 1) ÷ (r − 1)。
公比小於 1 時,常寫成 Sₙ = a₁(1 − rⁿ) ÷ (1 − r),分子分母同時變號,值完全一樣。無限多項加下去的無窮等比級數,放在等比級數公式說明。
例 11 + 2 + 4 + … + 512 = ?
- 首項 1,公比 2,512 = 2⁹,是第 10 項
- S₁₀ = 1 × (2¹⁰ − 1) ÷ (2 − 1) = 1024 − 1 = 1023
答:1023
例 23 + 6 + 12 + 24 + 48 = ?
- 首項 3,公比 2,共 5 項
- S₅ = 3 × (2⁵ − 1) ÷ (2 − 1) = 3 × 31 = 93
- 檢查:直接相加 3 + 6 + 12 + 24 + 48 = 93
答:93
例 31 + 1/2 + 1/4 + 1/8 = ?
- 首項 1,公比 1/2,共 4 項
- S₄ = 1 × (1 − (1/2)⁴) ÷ (1 − 1/2) = (15/16) ÷ (1/2) = 15/8
答:15/8
相關主題
等比數列和等差數列在國二一起學,判斷時先算相鄰兩項的差,差不一樣再算相鄰兩項的比。
常見問題
等比數列公式是什麼?
第 n 項 aₙ = a₁ × rⁿ⁻¹,也就是首項乘上公比的 n − 1 次方。例如 2、6、18…的第 6 項是 2 × 3⁵ = 486。
等比數列前 n 項和公式是什麼?
Sₙ = a₁(rⁿ − 1) ÷ (r − 1),r 不等於 1;r = 1 時 Sₙ = n × a₁。這是高一的內容,國中只學等比數列的第 n 項。
等比數列是國中還是高中學的?
依 108 課綱,等比數列在國二學,給首項和公比求第 n 項;等比數列的和,也就是等比級數,在高一學。