差分數列

差分數列

差分數列是指由某個數列的差分構成的數列,給定數列a₁,a₂,…,an,…,記Δan=an+1-an,Δ²an=Δan+1-Δan,…,數列Δann=1,Δ²ann=1,…分別稱為原數列an的一階差分數列,二階差分數列……an與Δak之間有下列關係:an=a1+∑k=1Δak,類似地,Δan=Δa₁+∑k=1Δ²ak。這樣,如果某一階差分數列的部分和容易求出,就能求出通項an。

基本概念

由數列{a}的一階差分構成的數列稱為數列{a}的 一階差分數列,記作Δ{a}或Δa,即

差分數列 差分數列

同樣,由{a}的二階差分構成的數列稱為{a}的 二階差分數列,記作Δ²{a}或Δ²a,且有

差分數列 差分數列

依次類推,數列{a}的幾階差分構成的數列稱為數列{a}的 n階差分數列,記作Δⁿ{a}或者Δa,即

差分數列 差分數列

相關說明

差分數列 差分數列

對數列{a}有 ,因此,如果能求得數列{a}的一階差分數列Δ{a}的前n-1項之和,即可求得數列{a}的通項公式。同樣可通過研究數列{a}的n階差分數列Δ{a}探求其n-1階差分數列Δ{a}的通項公式,從而最終求得{a}的通項公式,所以,研究數列{a}的差分數列是探求數列{a}的通項公式的途徑之一。

公式

差分數列 差分數列

一階差分:

差分數列 差分數列

二階差分:

......

差分數列 差分數列

n階差分:

例題解析

【例1】舉例說明什麼是差分數列、階差法。

數列 -2 2 7 15 28 ......

一階差分 4 5 8 13......

二階差分 1 3 5...

三階差分 2 2...

像上面的例子那樣,從原數列各項分別減去它的前面一項,以所得的差為項,得到一個新數列,叫做原數列的 一階差分數列;從一階差分數列各項分別減去它的前面一項,以所得的差為項的數列,叫做 二階差分數列。如此類推,可得三階、四階、五階差分數列等。

利用上面這些差分數列的性質,可以求原數列的通項及前n項的和,這樣的方法叫做 階差法

一般地,對於數列

差分數列 差分數列

設它的一階差分數列為

差分數列 差分數列

則有

故可求得原數列的通項a(一階差分數列常簡稱為差分數列)。

【例2】在數列2, 4, 8, 14,22, 32,...中:

(1) 以每相鄰兩項之差為項的數列,是怎樣的數列?

(2)求這個新數列的前n-1項的和。

(3)利用上面的結果求原數列的第n項。

(1)原數列的一階差分數列為2,4,6,8,10,...,這是一個等差數列,其首項a=2,公差d=2。

差分數列 差分數列

(2)

(3) 設原數列為{a},差分數列內{b},則

差分數列 差分數列

將上列各式丙邊相加,得

差分數列 差分數列
差分數列 差分數列
差分數列 差分數列

但 =n(n-1), ,故

差分數列 差分數列
差分數列 差分數列

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們