
几何级数(Geometric Series)是数学分析中描述等比数列无限项之核心概念,其定义与性质在中英文语境中高度统一。根据《新汉英数学词汇手册》的定义,几何级数指“每一项与前一项的比值为常数的无限级数”,对应的英文术语为"geometric series"。
从数学表达式来看,标准几何级数可表示为: $$ sum_{n=0}^{infty} ar^n = a + ar + ar + cdots $$ 其中$a$为首项,$r$为公比(common ratio)。美国数学学会(AMS)特别强调,当$|r| < 1$时级数收敛于$frac{a}{1-r}$,而$|r| geq 1$时发散。
该级数在现实应用中有多重体现:
与算术级数的线性增长不同,几何级数呈现指数级变化特征。牛津大学数学研究所指出,这种本质差异决定了二者在建模应用中的不同场景:前者适用于固定增量系统,后者更适合描述比例增长现象。
几何级数(又称等比级数)是数学中一种特殊的数列求和形式,其特点是每一项与前一项的比值保持恒定。以下是详细解释:
1. 定义与公式 几何级数的一般形式为: $$ a + ar + ar + ar + cdots + ar^{n-1} + cdots $$ 其中:
2. 求和公式
3. 收敛性 几何级数收敛的充要条件是公比绝对值小于1(( |r| < 1 ))。若( |r| geq 1 ),级数发散。
4. 经典例子
5. 应用领域
对比算术级数 与算术级数(等差级数)不同,几何级数的增长/衰减呈指数特性,因此长期趋势更剧烈。例如:
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