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等比数列求和

等比数列求和

作者: Paycation | 来源:发表于2018-10-11 18:17 被阅读14次

已知深度为 1 的二叉树最多只有 1 个结点。深度为 2 最多有 2 + 1 = 3 个结点,深度为 3 最多有 4 + 2 + 1 = 7个结点,依次类推,深度为 k 的二叉树,最多多少个结点?
\begin{aligned} &a_1=1,q=2\\ &a_2 = a_1q = 2^1\\ &a_3 = a_1q^2 = 2^2\\ &...\\ &a_n = a_1q^{n-1}=2^{n-1}\\ \end{aligned}

观察下面两个式子:
\begin{aligned} S_n&=a_1+a_2+...+a_n\\ &=a_1+a_1q+a_1q^2+...+a_1q^{n-1}\\ &\\ qS_n&=a_1q+a_1q^2+...+a_1q^{n-1}+a_1q^n\\ \end{aligned}

所以 qS_n - S_n = a_1q^n-a_1,整理得:
S_n = \dfrac{a_1(q^n-1)}{q-1}
a_1=1,q=2,那么S_n = 2^n-1。即深度为 n 的二叉树,最多 2^n-1个结点。

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