等比数列(Geometric Sequence)是一种数学数列,其中每一项都是前一项与一个常数比值相乘而得到。等比数列的性质可以通过数学归纳法来证明。以下是等比数列的性质以及证明:
**性质1:通项公式**
等比数列的通项公式为:a_n = a_1 * r^(n-1),其中 a_n 表示第 n 项,a_1 表示首项,r 表示公比,n 表示项数。
**证明:**
我们可以使用数学归纳法证明这个性质。
- **基础情况(n = 1):** 当 n = 1 时,a_1 = a_1 * r^(1-1) = a_1 * r^0 = a_1,这是显然成立的。
- **归纳假设:** 假设对于某个正整数 k,等比数列的通项公式成立,即 a_k = a_1 * r^(k-1)。
- **归纳步骤:** 我们来证明对于 k+1 也成立。使用归纳假设,a_k = a_1 * r^(k-1)。现在我们要找到 a_(k+1)。
a_(k+1) = a_k * r = (a_1 * r^(k-1)) * r = a_1 * r^k
因此,对于所有正整数 n,等比数列的通项公式 a_n = a_1 * r^(n-1) 成立。
**性质2:通项与公比的关系**
若已知等比数列的首项 a_1、第 n 项 a_n,以及公比 r,则可以用以下公式求公比 r:
r = a_n / a_1
**证明:**
这个性质无需证明,它是等比数列通项公式的直接推论。
这些性质是等比数列的基本性质,它们对于研究和解决等比数列相关问题非常有用。