等差等比數列計算機

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計算結果

第 10 項

19.0000

數列類型等差數列
首項 a₁1
公差 d2
項數 n10
第 10 項19.000000
前 n 項和 Sₙ100.0000
數列(前10項)1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19

等差數列:首項 1,公差 2。第 10 項 = 19.0000,前 10 項總和 = 100.00。

等差數列(Arithmetic Sequence)

相鄰兩項差值相等的數列。

通項公式: aₙ = a₁ + (n-1)d

前 n 項和: Sₙ = n/2 × (a₁ + aₙ) = n/2 × (2a₁ + (n-1)d)

範例:首項 a₁ = 2,公差 d = 3

  • 數列:2, 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26, 29…
  • 第 10 項 = 2 + 9×3 = 29
  • 前 10 項和 = 10/2 × (2 + 29) = 155

等比數列(Geometric Sequence)

相鄰兩項比值相等的數列。

通項公式: aₙ = a₁ × r^(n-1)

前 n 項和: Sₙ = a₁ × (1 - rⁿ) / (1 - r)(r 不等於 1)

無窮等比級數(|r| 小於 1):S∞ = a₁ / (1 - r)

範例:首項 a₁ = 1,公比 r = 2

  • 數列:1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512…
  • 第 10 項 = 1 × 2⁹ = 512
  • 前 10 項和 = 1 × (1 - 2¹⁰) / (1 - 2) = 1023

等差 vs 等比成長的差異

等比數列(指數成長)遠快於等差數列(線性成長):

項數 n等差(a₁=1, d=2)等比(a₁=1, r=2)
5916
1019512
2039524,288
3059536,870,912

這就是為什麼複利(等比)長期效果遠優於單利(等差)。

實際應用場景

等差數列:分期付款(每期固定金額)、樓梯台階(每階等高)、座位排列(每排等差增加)

等比數列:複利存款、細菌繁殖、音樂音程(頻率比固定)、電腦記憶體容量規格

公比 r 為負數時,數列交替正負;r 的絕對值介於 0 到 1 之間時,數列趨向 0。

常見問題

等差數列和等比數列有什麼差別?
等差數列(Arithmetic Sequence)的相鄰兩項差值固定,稱為公差 d。例如 1, 3, 5, 7, 9(公差為2)。等比數列(Geometric Sequence)的相鄰兩項比值固定,稱為公比 r。例如 1, 2, 4, 8, 16(公比為2)。等差是「加法成長」,等比是「乘法成長(指數成長)」。
前 n 項和的公式是什麼?
等差數列前n項和:Sn = n/2 × (2a₁ + (n-1)d) = n/2 × (首項 + 末項)。等比數列前n項和:Sn = a₁ × (1 - rⁿ) ÷ (1 - r)(r ≠ 1時);若 r = 1 則 Sn = n × a₁。等比數列公比絕對值小於1時,無窮級數收斂:S∞ = a₁ ÷ (1 - r)。
等比數列有哪些實際應用?
等比數列在生活中很常見:複利計算(每期乘以相同的成長倍數)、人口增長(每年增長固定百分比)、放射性衰變(每單位時間剩餘量為固定比例)、電腦記憶體規格(256MB, 512MB, 1GB, 2GB, 4GB 是公比為2的等比數列)。

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