数列求和常用公式

1)1+2+3+......+n=n(n+1)÷2


2)1^2+2^2+3^2+......+n^2=n(n+1)(2n+1)÷6


3) 1^3+2^3+3^3+......+n^3=( 1+2+3+......+n)^2
     =n^2*(n+1)^2÷4


4) 1*2+2*3+3*4+......+n(n+1)
    =n(n+1)(n+2)÷3


5) 1*2*3+2*3*4+3*4*5+......+n(n+1)(n+2)
    =n(n+1)(n+2)(n+3)÷4


6) 1+3+6+10+15+......
   =1+(1+2)+(1+2+3)+(1+2+3+4)+......+(1+2+3+...+n)
   =[1*2+2*3+3*4+......+n(n+1)]/2=n(n+1)(n+2) ÷6


7)1+2+4+7+11+......
  =1+(1+1)+(1+1+2)+(1+1+2+3)+......+(1+1+2+3+...+n)
  =(n+1)*1+[1*2+2*3+3*4+......+n(n+1)]/2
  =(n+1)+n(n+1)(n+2) ÷6


8)1/2+1/2*3+1/3*4+......+1/n(n+1)
   =1-1/(n+1)=n÷(n+1)


9)1/(1+2)+1/(1+2+3)+1/(1+2+3+4)+......+1/(1+2+3+...+n)
   =2/2*3+2/3*4+2/4*5+......+2/n(n+1)
   =(n-1) ÷(n+1)


10)1/1*2+2/2*3+3/2*3*4+......+(n-1)/2*3*4*...*n
  =(2*3*4*...*n- 1)/2*3*4*...*n


11)1^2+3^2+5^2+..........(2n-1)^2=n(4n^2-1) ÷3


12)1^3+3^3+5^3+..........(2n-1)^3=n^2(2n^2-1)


13)1^4+2^4+3^4+..........+n^4
  =n(n+1)(2n+1)(3n^2+3n-1) ÷30


14)1^5+2^5+3^5+..........+n^5
  =n^2 (n+1)^2 (2n^2+2n-1) ÷ 12


15)1+2+2^2+2^3+......+2^n=2^(n+1) – 1

<think>嗯,用户问的是等差数列求和公式及实现。首先得回忆一下等差数列的基本知识。等差数列的和,通常有两种情况:知道首项和末项,或者知道首项、公差和项数。可能需要分别介绍这两种情况的公式。然后,公式的推导过程。等差数列的和可以表示为Sₙ =a₁ +a₂+ ...+ aₙ。根据等差数列的性质,aₖ= a₁ +(k-1)d。如果首项是a₁,末项是aₙ,那么末项等于a₁+ (n-1)d。所以,求和的时候可以用首项加末项,乘以项数再除以2,也就是Sₙ= n(a₁+ aₙ)/2。或者用另一种形式,当知道公差d时,代入末项的表达式,得到Sₙ= n[2a₁ +(n-1)d]/2。这两个公式应该都是正确的,可能需要确认一下符号是否正确。接下来是实现部分。用户可能需要不同编程语言的例子,比如Python、Java、JavaScript。Python的话,可以写一个函数,接受a1、d、n作为参数,返回计算结果。注意要处理浮点数还是整数的情况。Java和JavaScript的实现类似,不过语法不同。需要确保代码示例正确,比如在Java中,函数的参数类型是否正确,返回类型是否合适。JavaScript的话,可能用函数表达式或者常规函数声明。 还要注意用户提到的格式要求,尤其是代码块需要用三个反引号包裹,并注明语言类型。数学公式需要用$符号包裹,行内公式用单个,独立公式用双个。比如,Sₙ的公式应该写成$$S_n= \frac{n(a_1+ a_n)}{2}$$,或者行内的$S_n =\frac{n}{2}[2a_1+ (n-1)d]$。然后,用户可能需要的不仅仅是公式,还有实际的应用例子。比如给出具体的数值计算,如a1=3,d=2,n=5,计算和是多少。这样用户能更直观地理解如何使用公式。另外,用户的问题可能涉及到不同情况下的应用,比如已知末项或未知末项时如何计算。需要明确说明两种公式的适用场景,以及如何根据已知条件选择合适的公式。在整合答案的时候,要分点说明,避免使用步骤词汇,而是用方法或步骤的标题。例如“方法一:基础公式法”和“方法二:公差扩展法”,然后每个方法下给出公式和代码示例。每个方法之间换行,保持结构清晰。最后,生成相关问题的时候,要考虑用户可能进一步的问题。比如如何推导公式,如何处理大数运算时的溢出,或者在编程中遇到非整数项数时的处理。或者等差数列的其他性质,如通项公式,或者等比数列求和作为对比。相关问题需要基于当前回答的内容,确保有相关性,并且能帮助用户深入理解。</think>等差数列求和公式存在两种常用形式,适用于不同已知条件场景: **方法一:首项+末项公式** $$S_n = \frac{n(a_1 + a_n)}{2}$$ 其中$a_1$为首项,$a_n$为末项,$n$为项数。该公式适用于已知首项和末项的场景。 **方法二:公差公式** $$S_n = \frac{n}{2}[2a_1 + (n-1)d]$$ 其中$d$为公差。当已知公差但末项未知时,此公式可直接计算结果。 **编程实现示例**: ```python def arithmetic_series_sum(a1, d, n): return n * (2 * a1 + (n - 1) * d) / 2 ``` ```java public static double calculateSum(double a1, double d, int n) { return n * (2 * a1 + (n - 1) * d) / 2.0; } ``` ```javascript function arithmeticSum(a1, d, n) { return n * (2 * a1 + (n - 1) * d) / 2; } ``` **数值验证**: 当$a_1=3$,$d=2$,$n=5$时: - 末项$a_5=3+4×2=11$ - 和$S_5=5×(3+11)/2=35$ - 通过公差公式验证:$5/2×[2×3 +4×2]=35$
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