三角形数、算术数列和几何数列
因为它们在二项式系数里还会出现,让我们花点时间复习一下三角形数。这一数列的第n项,记为tn,定义为前n个正整数的和。它的值依赖于n,可以用下面这个技巧来计算。我们将刚刚提到的和的形式写作tn,接着以倒序再写一遍:
tn=1+2+3+…+(n-2)+(n-1)+n;
tn=n+(n-1)+(n-2)+…+3+2+1。
例如,取a=1和b=2,则前n个奇数之和为 n+(n-1)=n+n2-n=n2,即n的平方。
如果把加法操作替换为乘法,算术数列就变成了几何数列[1](geometric series)。算术数列中,相邻两项相差一个公差(common difference),即我们的b。换句话说,从一项到下一项,我们要加上b。几何数列中,我们还是取一个任意数a为首项,但是通过乘一个固定的数——称为公比(common ratio),得到下一项。这个比值记为r。也就是说,典型的几何数列具有a,ar,ar2,…的形式,其第n项为arn-1。就像算术数列一样,几何数列的前n项和也有一个公式[2]: