高中数列的基本公式包括以下几种:
一般数列的通项公式
一般数列的通项公式为 $a_n$ 与前 $n$ 项和 $S_n$ 的关系为 $a_n = S_n - S_{n-1}$。
等差数列的通项公式
等差数列的通项公式为 $a_n = a_1 + (n-1)d$,其中 $a_1$ 为首项,$d$ 为公差。
等差数列的第 $n$ 项也可以表示为 $a_n = a_k + (n-k)d$,其中 $a_k$ 为已知的第 $k$ 项。
等差数列的前 $n$ 项和公式
当 $d \neq 0$ 时,等差数列的前 $n$ 项和公式为 $S_n = \frac{n}{2}(2a_1 + (n-1)d)$。
当 $d = 0$ 时($a_1 \neq 0$),等差数列的前 $n$ 项和公式为 $S_n = na_1$。
等比数列的通项公式
等比数列的通项公式为 $a_n = a_1 q^{n-1}$,其中 $a_1$ 为首项,$q$ 为公比。
等比数列的第 $n$ 项也可以表示为 $a_n = a_k q^{n-k}$,其中 $a_k$ 为已知的第 $k$ 项。
等比数列的前 $n$ 项和公式
当 $q \neq 1$ 时,等比数列的前 $n$ 项和公式为 $S_n = \frac{a_1(q^n - 1)}{q - 1}$。
当 $q = 1$ 时,等比数列的前 $n$ 项和公式为 $S_n = na_1$。
特殊数列的公式
斐波那契数列:满足 $a_n = a_{n-1} + a_{n-2}$,$a_1 = 1$,$a_2 = 1$。
阶乘数列:$n!$ 的数列称为阶乘数列。
调和级数数列:$a_n = \frac{1}{n}$,$a_1 = 1$,$a_2 = \frac{1}{2}$,$a_3 = \frac{1}{3}$……,前 $n$ 项和为 $H_n = 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \ldots + \frac{1}{n}$。
数列的常用结论
等差数列:
第五项等于前四项和:$a_5 = a_1 + a_2 + a_3 + a_4$。
$n=4$ 时,$S_4 = \frac{4}{2}(a_1 + a_4)$。
任意三项相加,等于三倍中项的和:$a_i + a_j + a_k = 3a_{\frac{i+j+k}{3}}$。
等比数列:
若 $m+n=p+q$,则 $a_m \cdot a_n = a_p \cdot a_q$。
任意连续 $m$ 项的和构成的数列 $S_m, S_{2m} - S_m, S_{3m} - S_{2m}, \ldots$ 仍为等比数列。
两个等差数列的和差的数列仍为等差数列。
两个等比数列的积、商、倒数组成的数列仍为等比数列。