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斐波那契数列的求和公式及通项公式深度解析:小学数学常考题详解

斐波那契数列是小学数学中一个常见的概念,它是由0和1开始,后面的每一项都是前两项的和。这个数列的前几项是:0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, …

通项公式

斐波那契数列的通项公式可以用Binet公式来表示:

\[ F(n) = \frac{\phi^n – (1-\phi)^n}{\sqrt{5}} \]

其中,\(\phi\) 是黄金分割数,约等于1.618,满足方程 \(x^2 = x + 1\)。

求和公式

斐波那契数列的前n项和可以用以下公式计算:

\[ S(n) = F(n+2) – 1 \]

这个公式告诉我们,斐波那契数列的前n项和等于第n+2项减去1。

详解

以n=5为例,计算前5项的和:

1. 首先计算第7项 \(F(7)\):

\[ F(7) = \frac{\phi^7 – (1-\phi)^7}{\sqrt{5}} \]

2. 然后计算前5项的和:

\[ S(5) = F(7) – 1 \]

通过这个公式,我们可以轻松地计算出斐波那契数列的前n项和,而不需要逐项相加。这在小学数学中是一个非常有用的技巧,可以帮助学生快速解决一些复杂的求和问题。