内容正文:
4.3.2 等比数列的前n项和公式
问题提出
小林和小明做”贷款”游戏,他们签订了一份合同.从签订合同之日起,在整整一个月(30天)中,小明第一天贷给小林1万元,第二天贷给小林2万元……以后每天比前一天多贷给小林1万元.而小林按这样的方式还贷:小林第一天只需还1分钱,第二天还2分钱,第三天还4分钱……以后每天还的钱数是前一天的两倍.
30天后,小林和小明谁得到的钱多?
问题提出
设30天后,小林得到的钱数为T30(万元),小林得到的钱数为S30(分),则根据合同
T30=1+2 +3 +4 +…+30
=465(万元)
S30=1+2+22+…+229
如何计算S30呢?
思路一
S30=1+2+22+…+229
=1+2(1+2+22+…+228)
=1+2(S30 -229)
S30-2S30 =1-230
S30 =230-1
①
问题提出
思路二,观察①,得
S30=1+2+22+…+229
2S30=2+22+…+229+230
③- ② ,得
S30 =230-1
②
③
S30 =1073741823(分)= 1073.741823(万元)
抽象概括
①
②
将上述方法推广到一般等比数列求和.
①两端同乘以q,得
设
①-②得
于是
当 时, .
当 时 ,由①可得
或
例5(1)已知等比数列{an}中, a1=2,q=3.求S3;
(2)求等比数列 的前10项的和.
解:(1)
(2)因为公比
例6:五洲电扇厂去年实现利税300万元,计划在以后5年中每年比上年利税增长10%.问从今年起第5年的利税是多少?这5年的总利税是多少(结果精确到万元)?
解 每年的利税组成一个首项a1=300,公比q=1+10%的等比数列.从今年起,第5年的利税为
这5年的总利税为
例7 一个热气球在第一分上升了25m的高度,在以后的每一分里,它上升的高度都是它在前一分上升高度的80%.这个热气球上升的高度能超过125m吗?
解 用an表示热气球在第n分上升的高度,由题意,得
所以数列{an}是首项
公比
的等比数列
热气球在n分时间里上升的总高度
答 这个热气球上升的高度不可能超过125m
例8 如图,作边长为a的正三角形的内切圆,