在数学中,等差数列是一种非常基础且重要的数列类型。它是指从第二项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数的一种数列。这个常数被称为公差,通常用字母d表示。
对于一个等差数列,如果已知其首项为a₁,公差为d,则该数列的第n项an可以用通项公式来表示:
\[ an = a₁ + (n - 1) \cdot d \]
这个公式的推导过程如下:假设我们有一个等差数列,第一项是a₁,第二项是a₂,第三项是a₃,以此类推。根据定义,我们可以得到以下关系式:
\[ a₂ = a₁ + d \]
\[ a₃ = a₂ + d = (a₁ + d) + d = a₁ + 2d \]
\[ a₄ = a₃ + d = (a₁ + 2d) + d = a₁ + 3d \]
通过观察以上几项的关系,我们可以归纳出一般规律:第n项an可以表示为首项加上(n-1)倍的公差。这就是等差数列的通项公式。
使用这个公式,我们可以轻松地计算出任意一项的具体数值。例如,如果我们知道一个等差数列的第一项是5,公差是3,并且想求出第7项,那么只需将这些值代入公式即可:
\[ a₇ = 5 + (7 - 1) \cdot 3 = 5 + 6 \cdot 3 = 5 + 18 = 23 \]
因此,这个等差数列的第7项是23。
等差数列及其通项公式的应用范围十分广泛,不仅限于理论数学研究,在实际生活中也有许多应用场景,比如银行贷款利息计算、物理学中的匀加速运动等问题都可以用到等差数列的相关知识。掌握好等差数列的概念和通项公式,有助于更好地理解和解决这些问题。