微积分学示例

$\sum_{n = 1}^{\infty} - 4 {(- \frac{1}{2})}^{n - 1}$

解题步骤 1

无穷等比数列的和可以用公式 $\frac{a}{1 - r}$ 来求得，其中 $a$ 是首项， $r$ 是相邻两项之间的比例。

解题步骤 2

通过代入公式 $r = \frac{a_{n + 1}}{a_{n}}$ 并化简，求相邻项之间的比例。

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解题步骤 2.1

将 $a_{n}$ 和 $a_{n + 1}$ 代入公式，求 $r$ 。

$r = \frac{- 4 {(- \frac{1}{2})}^{n + 1 - 1}}{- 4 {(- \frac{1}{2})}^{n - 1}}$

解题步骤 2.2

化简。

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解题步骤 2.2.1

约去 $- 4$ 的公因数。

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解题步骤 2.2.1.1

约去公因数。

$r = \frac{- 4 {(- \frac{1}{2})}^{n + 1 - 1}}{- 4 {(- \frac{1}{2})}^{n - 1}}$

解题步骤 2.2.1.2

重写表达式。

$r = \frac{{(- \frac{1}{2})}^{n + 1 - 1}}{{(- \frac{1}{2})}^{n - 1}}$

解题步骤 2.2.2

约去 ${(- \frac{1}{2})}^{n + 1 - 1}$ 和 ${(- \frac{1}{2})}^{n - 1}$ 的公因数。

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解题步骤 2.2.2.1

从 ${(- \frac{1}{2})}^{n + 1 - 1}$ 中分解出因数 ${(- \frac{1}{2})}^{n - 1}$ 。

$r = \frac{{(- \frac{1}{2})}^{n - 1} {(- \frac{1}{2})}^{n + 0 - (n - 1)}}{{(- \frac{1}{2})}^{n - 1}}$

解题步骤 2.2.2.2

约去公因数。

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解题步骤 2.2.2.2.1

乘以 $1$ 。

$r = \frac{{(- \frac{1}{2})}^{n - 1} {(- \frac{1}{2})}^{n + 0 - (n - 1)}}{{(- \frac{1}{2})}^{n - 1} \cdot 1}$

解题步骤 2.2.2.2.2

约去公因数。

$r = \frac{{(- \frac{1}{2})}^{n - 1} {(- \frac{1}{2})}^{n + 0 - (n - 1)}}{{(- \frac{1}{2})}^{n - 1} \cdot 1}$

解题步骤 2.2.2.2.3

重写表达式。

$r = \frac{{(- \frac{1}{2})}^{n + 0 - (n - 1)}}{1}$

解题步骤 2.2.2.2.4

用 ${(- \frac{1}{2})}^{n + 0 - (n - 1)}$ 除以 $1$ 。

$r = {(- \frac{1}{2})}^{n + 0 - (n - 1)}$

解题步骤 2.2.3

将 $n$ 和 $0$ 相加。

$r = {(- \frac{1}{2})}^{n - (n - 1)}$

解题步骤 2.2.4

化简每一项。

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解题步骤 2.2.4.1

运用分配律。

$r = {(- \frac{1}{2})}^{n - n - - 1}$

解题步骤 2.2.4.2

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

$r = {(- \frac{1}{2})}^{n - n + 1}$

解题步骤 2.2.5

从 $n$ 中减去 $n$ 。

$r = {(- \frac{1}{2})}^{0 + 1}$

解题步骤 2.2.6

将 $0$ 和 $1$ 相加。

$r = {(- \frac{1}{2})}^{1}$

解题步骤 2.2.7

化简。

$r = - \frac{1}{2}$

解题步骤 3

Since $| r | < 1$ , the series converges.

解题步骤 4

通过代入下界并化简，求级数中的第一项。

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解题步骤 4.1

将 $1$ 代入 $- 4 {(- \frac{1}{2})}^{n - 1}$ 以替换 $n$ 。

$a = - 4 {(- \frac{1}{2})}^{1 - 1}$

解题步骤 4.2

化简。

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解题步骤 4.2.1

从 $1$ 中减去 $1$ 。

$a = - 4 {(- \frac{1}{2})}^{0}$

解题步骤 4.2.2

使用幂法则 ${(a b)}^{n} = a^{n} b^{n}$ 分解指数。

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解题步骤 4.2.2.1

对 $- \frac{1}{2}$ 运用乘积法则。

$a = - 4 ({(- 1)}^{0} {(\frac{1}{2})}^{0})$

解题步骤 4.2.2.2

对 $\frac{1}{2}$ 运用乘积法则。

$a = - 4 ({(- 1)}^{0} \frac{1^{0}}{2^{0}})$

解题步骤 4.2.3

任何数的 $0$ 次方都是 $1$ 。

$a = - 4 (1 \frac{1^{0}}{2^{0}})$

解题步骤 4.2.4

将 $\frac{1^{0}}{2^{0}}$ 乘以 $1$ 。

$a = - 4 \frac{1^{0}}{2^{0}}$

解题步骤 4.2.5

任何数的 $0$ 次方都是 $1$ 。

$a = - 4 \frac{1}{2^{0}}$

解题步骤 4.2.6

任何数的 $0$ 次方都是 $1$ 。

$a = - 4 (\frac{1}{1})$

解题步骤 4.2.7

约去 $1$ 的公因数。

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解题步骤 4.2.7.1

约去公因数。

$a = - 4 (\frac{1}{1})$

解题步骤 4.2.7.2

重写表达式。

$a = - 4 \cdot 1$

解题步骤 4.2.8

将 $- 4$ 乘以 $1$ 。

$a = - 4$

解题步骤 5

将公比和首项的值代入求和公式。

$\frac{- 4}{1 - - \frac{1}{2}}$

解题步骤 6

化简。

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解题步骤 6.1

化简分母。

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解题步骤 6.1.1

乘以 $- - \frac{1}{2}$ 。

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解题步骤 6.1.1.1

将 $- 1$ 乘以 $- 1$ 。

$\frac{- 4}{1 + 1 (\frac{1}{2})}$

解题步骤 6.1.1.2

将 $\frac{1}{2}$ 乘以 $1$ 。

$\frac{- 4}{1 + \frac{1}{2}}$

解题步骤 6.1.2

将 $1$ 写成具有公分母的分数。

$\frac{- 4}{\frac{2}{2} + \frac{1}{2}}$

解题步骤 6.1.3

在公分母上合并分子。

$\frac{- 4}{\frac{2 + 1}{2}}$

解题步骤 6.1.4

将 $2$ 和 $1$ 相加。

$\frac{- 4}{\frac{3}{2}}$

解题步骤 6.2

将分子乘以分母的倒数。

$- 4 (\frac{2}{3})$

解题步骤 6.3

乘以 $- 4 (\frac{2}{3})$ 。

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解题步骤 6.3.1

组合 $- 4$ 和 $\frac{2}{3}$ 。

$\frac{- 4 \cdot 2}{3}$

解题步骤 6.3.2

将 $- 4$ 乘以 $2$ 。

$\frac{- 8}{3}$

解题步骤 6.4

将负号移到分数的前面。

$- \frac{8}{3}$

解题步骤 7

结果可以多种形式表示。

恰当形式：

$- \frac{8}{3}$

小数形式：

$- 2.\overline{6}$

带分数形式：

$- 2 \frac{2}{3}$

微积分学 示例

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