等差數列計算器(aₙ = a₁ + (n−1)d)

輸入首項 a₁ 和公差 d,自動計算等差數列的通項公式與前 n 項和。配有專案列表和柱狀圖,直觀展示數列規律。

什麼是等差數列計算器

等差數列計算器只需輸入首項 a₁ 和公差 d,即可自動算出等差數列的第 n 項(通項)以及前 n 項之和(部分和),並透過列表和柱狀圖直觀展示數列的變化趨勢,幫助理解數列規律而不只是死記公式。

使用方法

  1. 輸入首項 a₁ 數列的第一個數。
  2. 輸入公差 d 相鄰兩項之差,正數遞增、負數遞減。
  3. 輸入 n 或顯示項數 想求的項數,或列表中要顯示的項數。
  4. 查看結果、列表與圖表 即時得到第 n 項與前 n 項和,並可在圖表中查看整體趨勢。

用好本工具的小技巧

  • 公差 d 為正時數列遞增(如 1, 3, 5, 7, …),為負時遞減(如 10, 7, 4, 1, …),為零時為常數列。
  • 通項公式為 aₙ = a₁ + (n − 1)d,前 n 項和為 Sₙ = n(a₁ + aₙ) / 2
  • 在"n 的值"輸入框中填入整數,可即時計算該項的值及前 n 項之和,非常適合驗算作業。
  • 圖表中每根柱子對應數列的一項。若柱子高度差相等,則直觀地驗證了這是等差數列。

應用場景

作業與考試驗算

快速核對手算結果是否正確。

與等比數列對比學習

理解公差與公比數列增長方式的不同。

儲蓄與均分估算

應用於定額遞增儲蓄或均勻分配的估算。

通項公式練習

改變首項與公差,觀察通項公式如何生成數列。

術語表

等差數列
相鄰兩項之差恆定的數列。
公差
相鄰兩項之差(後項減前項)。
通項公式
表示數列第 n 項的表達式,即 aₙ = a₁ + (n−1)d。
前 n 項和
數列前 n 項相加之和,即 Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2。
等比數列
相鄰兩項之比恆定的數列,與等差數列相對。

常見問題

公差是相鄰兩項之差(後項 − 前項)。在等差數列中,任意相鄰兩項的差均等於 d。例如 2, 5, 8, 11, … 中,d = 3。

Sₙ = n(a₁ + aₙ) / 2,即"首項與末項的平均值 × 項數"。也可以展開寫作 Sₙ = n(2a₁ + (n−1)d) / 2。

等差數列相鄰兩項之差(公差)恆定;等比數列相鄰兩項之比(公比)恆定。例如 2, 4, 6, 8 是公差為 2 的等差數列,而 2, 4, 8, 16 是公比為 2 的等比數列。
工具君

閒話 ― 高斯與 1 加到 100 的傳說

等差數列求和公式背後,流傳著一個廣為人知的數學軼事。據說,數學家卡爾·弗里德里希·高斯(Carl Friedrich Gauss)還是個小學生時,老師為了讓課堂安靜一會兒,出了一道"把 1 到 100 的整數全部加起來"的題目。當同學們還在按部就班地一個一個往上加時,高斯卻很快就交出了答案——5050。

他的訣竅在於換一個角度看待這道題:與其從頭到尾按順序相加,不如把首項和末項配對——1 加 100 等於 101,2 加 99 也等於 101,一直到 50 加 51 還是 101,一共可以湊出 50 對,於是答案自然就是 101 × 50 = 5050。這種"首項與末項之和恆定"的規律,正是我們今天所使用的求和公式 Sₙ = n(a₁ + aₙ) / 2 的直觀來源,只不過高斯當年是憑直覺發現了它。

這個故事之所以流傳至今,或許是因為它生動地展示了數學思維的力量:同一個問題,換一種視角就能大幅簡化計算。後來的高斯被譽為"數學王子",在數論、正態分佈、電磁學乃至天文學等領域都留下了深遠的影響,而這份對規律的敏銳洞察,從他童年時期便已初見端倪。等差數列本身也遠不止是課堂上的練習——從固定利率的分期還款,到劇場裡逐排遞增的座位數,只要變化量恆定,這套簡單的求和技巧就能派上用場。