如果一个等差数列的首项记作 a1,公差记作 d,那么该等差数列第 n 项 an 的一般项为:
a
n
=
a
1
+
(
n
−
1
)
d
{\displaystyle a_{n}=a_{1}+(n-1)d}
换句话说,任意一个等差数列 {an} 都可以写成
{
a
,
a
+
d
,
a
+
2
d
,
⋯
,
a
+
(
n
−
1
)
d
}
{\displaystyle \{a\,,\,\,a+d\,,\,\,a+2d\,,\,\cdots \,,\,\,a+(n-1)d\}}
在一个等差数列中,给定任意两相连项 an+1 和 an ,可知公差
d
=
a
n
+
1
−
a
n
{\displaystyle d=a_{n+1}-a_{n}}
给定任意两项 am 和 an ,则有公差
d
=
a
m
−
a
n
m
−
n
{\displaystyle d={\frac {a_{m}-a_{n}}{m-n}}}
此外,在一个等差数列中,选取某一项,该项的前一项与后一项之和,为原来该项的两倍。举例来说,a1 + a3 = 2a2。
更一般地说,有:
a
n
−
1
+
a
n
+
1
=
2
a
n
{\displaystyle a_{n-1}+a_{n+1}=2a_{n}}
证明如下:
a
n
−
1
+
a
n
+
1
=
[
a
+
(
n
−
2
)
d
]
+
(
a
+
n
d
)
=
2
a
+
(
2
n
−
2
)
d
=
2
[
a
+
(
n
−
1
)
d
]
=
2
a
n
{\displaystyle {\begin{aligned}a_{n-1}+a_{n+1}&=[a+(n-2)d]+(a+nd)\\&=2a+(2n-2)d\\&=2[a+(n-1)d]\\&=2a_{n}\\\end{aligned}}}
证毕。
从另一个角度看,等差数列中的任意一项,是其前一项和后一项的算术平均:
a
n
=
a
n
−
1
+
a
n
+
1
2
{\displaystyle a_{n}={\frac {a_{n-1}+a_{n+1}}{2}}}
此结果从上面直接可得。
如果有正整数 m, n, p, q,使得
m
+
n
=
p
+
q
{\displaystyle m+n=p+q}
,那么则有:
a
m
+
a
n
=
a
p
+
a
q
{\displaystyle a_{m}+a_{n}=a_{p}+a_{q}}
证明如下:
a
m
+
a
n
=
[
a
+
(
m
−
1
)
d
]
+
[
a
+
(
n
−
1
)
d
]
=
2
a
+
(
m
+
n
−
2
)
d
=
2
a
+
(
p
+
q
−
2
)
d
=
[
a
+
(
p
−
1
)
d
]
+
[
a
+
(
q
−
1
)
d
]
=
a
p
+
a
q
{\displaystyle {\begin{aligned}a_{m}+a_{n}&=[a+(m-1)d]+[a+(n-1)d]\\&=2a+(m+n-2)d\\&=2a+(p+q-2)d\\&=[a+(p-1)d]+[a+(q-1)d]\\&=a_{p}+a_{q}\\\end{aligned}}}
由此可将上面的性质一般化成:
a
n
−
k
+
a
n
+
k
=
2
a
n
{\displaystyle a_{n-k}+a_{n+k}=2a_{n}}
a
n
=
a
n
−
k
+
a
n
+
k
2
{\displaystyle a_{n}={\frac {a_{n-k}+a_{n+k}}{2}}}
其中 k 是一个小于 n 的整数。
给定一个等差数列
{
a
n
}
{\displaystyle \{a_{n}\}}
,则有:
{
b
+
a
n
}
{\displaystyle \{b+a_{n}\}}
是一个等差数列。
{
b
⋅
a
n
}
{\displaystyle \{b\cdot a_{n}\}}
是一个等差数列。
{
b
a
n
}
{\displaystyle \{b^{a_{n}}\}}
是一个等比数列。
{
b
a
n
}
{\displaystyle \{{\frac {b}{a_{n}}}\}}
是一个等谐数列。
从等差数列的一般项可知,任意一个可以写成
a
n
=
p
+
q
n
{\displaystyle a_{n}=p+qn}
形成的数列,都是一个等差数列,其中公差 d = q,首项 a = p + q。