数列简介
1. 数列的定义
定义 数列 是由数字组成的序列,也就是以正整数系为定义域,值域包含于某数系的函数。数列及其相关术语常用于有关递推规律的研究,而级数本身更是一种特殊的数列。[1]
考虑到最一般的数为复数,可以作如下的定义:
定义 一个 的函数被称为 无穷数列,可记为 ,而 会被简记为 。
定义 若 ,则一个 的函数被称为 有限数列, 被称为有限数列的项数。
在使用数列时, 处也可以有定义,也可以没有定义,具体取决于上下文。在本文的定义中 处没有定义。
和函数一样,数列也有不同的表示方法,在引用时一般使用 来表示一个数列。一个数列的前 项和常常记为 ,由 构成的数列记为 。
2. 数列的常见性质
2.1 单调性
定义 若对所有 ,,则称实数数列 为 递增数列。把 换成 ,则称为 严格递增数列。
定义 若对所有 ,,则称实数数列 为 递减数列。把 换成 ,则称为 严格递减数列。
定义 若对所有 ,,则称数列 为 常数数列。
2.2 有限性
即前面介绍的 无穷数列 和 有限数列。
2.3 有界性
定义 若对所有 ,,则称实数数列 为 有界数列。 称为数列 的 下界, 称为数列 的 上界。
若对数列 ,上述的 、 不存在,则称数列 为 无界数列。
2.4 收敛性
定义 这里定义实数数列的收敛性:存在实数数列 ,如果有对任意的 ,存在一个正整数 ,使得对所有的 ,有 ,那么数列 收敛到实数 。
2.5 周期性
定义 对于实数数列 ,若存在一个正整数 ,对于任意正整数 ()均有 成立,则称数列 为从 项起周期为 的 周期数列。
3. 常见的数列
3.1 等差数列
定义 一般地,如果一个数列从第 项起,每一项与它的前一项的差等于同一个常数,这个数列就叫做 等差数列,这个常数叫做等差数列的 公差,公差通常用字母 表示,前 项和用 表示。
若 ,则有等差数列的通项公式
或
若 ,则有等差数列前 项和求和公式
或
3.2 等比数列
从第 项起,每一项与前一项的比都是一个常数。其通项公式为
或
其前 项和为
3.3 等和数列
定义 对一个数列,如果其任意的连续 项的和都相等,我们就把此数列叫做 等和数列,这个常数叫做该数列的 公和。