Как найти количество элементов арифметической прогрессии - Исправление недочетов и поиск решений вместе с Examum.ru

Загрузить PDF

Из этой статьи вы узнаете, как найти число членов арифметической прогрессии. Это не так сложно, как кажется.

1

Выясните разность прогрессии. Скорее всего, она будет дана; если нет, будут даны два последовательных члена прогрессии. Обозначим разность как d.^[1]
2

Запишите первый и последний член прогрессии. Эти члены понадобятся, чтобы найти общее число членов прогрессии. Например, первый член обозначим как A, а последний как L.^[2]
3
Найдите число членов прогрессии. Если число членов обозначить как n, формула запишется так:
```
n = (L-A)/d + 1
```
. То есть разделите разность между последним (L) и первым (А) членами на разность прогрессии (d), а затем к результату прибавьте 1.^[3]
Реклама

Советы

Разность между последним и первым членами прогрессии всегда делится на разность прогрессии.

Предупреждения

Не перепутайте разность между последним и первым членами прогрессии с разностью прогрессии.

Об этой статье

Эту страницу просматривали 26 134 раза.

Была ли эта статья полезной?

Источник

Определение

Арифметическая прогрессия — последовательность чисел, в которой каждое число, начиная со второго, получается из первого добавлением к нему постоянного числа. Данное постоянное число называют разностью арифметической прогрессии.

-ый элемент арифметической прогрессии

Чтобы найти -ый элемент, нужно к элементу прибавить разность арифметической прогрессии.

$[a_n=a_{n-1}+d,]$

где — разность арифметической прогрессии, — -ый элемент арифметической прогрессии.

Выразим -ый элемент арифметической прогрессии через первый член и разность прогрессии.

$[a_{2}=a_{1}+d]$

$[a_{3}=a_{2}+d=a_1+d+d=a_1+2d]$

$[a_{4}=a_{3}+d=a_1+2d+d=a_1+3d]$

Получаем, что

Пример 1. Найти -ый элемент арифметической прогрессии, если её первый элемент равен , а разность .

Решение.

$a_{10}=a_1+d(10-1)=2+0,5(10-1)=2+4,5=6,5.$

Ответ: .

Пример 2. Найти разность арифметической прогрессии, если пятый элемент прогрессии равен , а -ый — -ти.

Решение.

$[a_{10}=a_1+9d]$

Вычтем из второго уравнения первое: $a_{10}-a_5=a_1-a_1+9d-4d.$

$d=frac{a_{10}-a_5}{9-4}=frac{18-15}{5}=frac{3}{5}=0,6.$

Ответ: .

Сумма арифметической прогрессии

Чтобы найти сумму первых членов арифметической прогрессии можно воспользоваться следующими формулами:

$[S_n=frac{a_1+a_n}{2}cdot n;]$

$[S_n=frac{2a_1+d(n-1)}{2}cdot n.]$

Докажем первую формулу.

$[S_n=a_1+a_2+a_3+a_4+ldots+a_{n-3}+a_{n-2}+a_{n-1}+a_{n}]$

$[S_n=a_{n}+a_{n-1}+a_{n-2}+a_{n-3}+ldots+a_{4}+a_{3}+a_{2}+a_{1}]$

Сложим почленно два последних равенства.

Получаем,

$[S_n+S_n=a_1+a_{n}+a_{2}+a_{n-1}+ldots +a_2+a_{n-1}+a_1+a_n]$

Так как, $a_k+a_{n-(k-1)}=a_1+d(k-1)+a_n-d(k-1)=a_1+a_n,$ то

Следовательно,

$[S_n=frac{a_1+a_n}{2}cdot n.]$

Пример 3. Найдите сумму натуральных чисел от 1 до 100.

Решение.

Ответ: .

Пример 4. Первый элемент арифметической прогрессии равен , а разность арифметической прогрессии равна . Найдите сумму первых элементов данной арифметической прогрессии.

Решение.

$S_10=frac{2 cdot 15+2(10-1)}{2}cdot 10 =(30+18)cdot 5=48cdot 5=240.$

Ответ: .

Пример 5. Арине надо решить задач по геометрии. Ежедневно она решает на одно и то же количество задач больше по сравнению с предыдущим днем. Известно, что в первый день она решила задач, а в последний она запланировала решить задач. Определите за сколько дней она решит все задачи.

Решение. Для решения задачи мы воспользуемся формулой суммы арифметической прогрессии:

$[S_n=frac{a_1+a_n}{2}cdot n.]$

По условии задачи: Надо найти

$[270=frac{10+17}{2}cdot n;]$

$[270=frac{27}{2}cdot n;]$

Ответ:

Характеристическое свойство арифметической прогрессии

$[a_{n}=frac{a_{n-k}+a_{n+k}}{2}]$

Доказательство основывается на том, что

$[a_{n-k}+a_{n+k}=a_n-d cdot k+a_n+d cdot k=2 cdot a_n.]$

Пример 6. Выписано несколько последовательных членов арифметической прогрессии:

Найдите .

Решение.

$x=frac{16+10}{2}=13$

Ответ: .

Источник

Арифметическая прогрессия — коротко о главном

Определение арифметической прогрессии:

Арифметическая прогрессия — это числовая последовательность, в которой разница между соседними числами одинакова и равна ( displaystyle d).

Например:

( {{a}_{1}}=3)
( displaystyle {{a}_{2}}=3+d=7~Rightarrow d=7-3=4)
( displaystyle {{a}_{3}}=7+4=11) и т.д.

Арифметическая прогрессия бывает возрастающей (( displaystyle d>0)) и убывающей (( displaystyle d<0)).

Формула нахождения n-ого члена арифметической прогрессии:

( {{a}_{n}}={{a}_{1}}+dleft( n-1 right)) , где ( displaystyle n)– количество чисел в прогрессии.

Как найти член прогрессии, если известны его соседние члены:

( {{text{a}}_{text{n}}}=frac{{{text{a}}_{text{n}+1}}+{{text{a}}_{text{n}-1}}}{2}) — где ( displaystyle n) – количество чисел в прогрессии.

Сумма членов арифметической прогрессии:

1-й способ: ( {{S}_{n}}=frac{left( {{a}_{1}}+{{a}_{n}} right)cdot n}{2}), где ( displaystyle n) – количество значений.

2-й способ: ( displaystyle {{s}_{n}}=frac{2{{a}_{1}}+dleft( n-1 right)}{2}cdot n), где ( displaystyle n) – количество значений.

Числовая последовательность

Итак, сядем и начнем писать какие-нибудь числа. Например: ( displaystyle 4,text{ }7,text{ }-8,text{ }13,text{ }-5,text{ }-6,text{ }0,text{ }ldots )

Писать можно любые числа, и их может быть сколько угодно (в нашем случае их ( displaystyle 7)). Сколько бы чисел мы не написали, мы всегда можем сказать, какое из них первое, какое – второе и так далее до последнего, то есть, можем их пронумеровать.

Это и есть пример числовой последовательности.

Числовая последовательность – это множество чисел, каждому из которых можно присвоить уникальный номер.

Например, для нашей последовательности:

arifmeticheskaya progressiya chisla poryadok

Присвоенный номер характерен только для одного числа последовательности. Иными словами, в последовательности нет трех вторых чисел. Второе число (как и ( displaystyle n)-ное число) всегда одно.

Число с номером ( displaystyle n) называется ( displaystyle n)-ным членом последовательности.

Всю последовательность мы обычно называем какой-нибудь буквой (например, ( displaystyle a)), и каждый член этой последовательности – той же буквой с индексом, равным номеру этого члена: ( displaystyle {{a}_{1}},text{ }{{a}_{2}},text{ }…,text{ }{{a}_{10}},text{ }…,text{ }{{a}_{n}}).

arifmeticheskaya progressiya chisla poryadkovyj nomer

Арифметическая прогрессия — определения

Допустим, у нас есть числовая последовательность, в которой разница между соседствующими числами одинакова и равна d.

Например:

( begin{array}{l}{{a}_{1}}=3\{{a}_{2}}=3+d=7~~~Rightarrow ~d=7-3=4\{{a}_{3}}=7+4=11end{array})

Такая числовая последовательность называется арифметической прогрессией.

Термин «прогрессия» был введен римским автором Боэцием еще в 6 веке и понимался в более широком смысле, как бесконечная числовая последовательность.

Название «арифметическая» было перенесено из теории непрерывных пропорций, которыми занимались древние греки.

Арифметическая прогрессия – это числовая последовательность, каждый член которой равен предыдущему, сложенному с одним и тем же числом. Это число называется разностью арифметической прогрессии и обозначается d.

Попробуй определить, какие числовые последовательности являются арифметической прогрессией, а какие нет:

( displaystyle 3;text{ }6;text{ }9;text{ }12;text{ }15;text{ }17ldots )
( displaystyle 1;text{ }12;text{ }23;text{ }34;text{ }45text{ }ldots )
( displaystyle -5;text{ }-1;text{ }3;text{ }7;text{ }11;text{ }15ldots )
( displaystyle -6;text{ }5;text{ }17;text{ }28;text{ }39ldots )

Разобрался? Сравним наши ответы:

Является арифметической прогрессией – 2, 3.

Не является арифметической прогрессией – 1, 4.

Вернемся к заданной прогрессии (( displaystyle 3;text{ }7;text{ }11;text{ }15;text{ }19ldots )) и попробуем найти значение ее 6-го члена.

Существует два способа его нахождения.

Нахождения n-ого члена арифметической прогрессии

Способ I

Мы можем прибавлять к предыдущему значению числа прогрессии ( d=4) , пока не дойдем до ( displaystyle 6)-го члена прогрессии. Хорошо, что суммировать нам осталось немного – всего три значения:

( begin{array}{l}{{a}_{4}}=11+4=15\{{a}_{5}}=15+4=19\{{a}_{6}}=19+4=23end{array})

Итак, 6-ой член описанной арифметической прогрессии равен 23.

Способ II

А что если нам нужно было бы найти значение ( displaystyle 140)-го члена прогрессии? Суммирование заняло бы у нас не один час, и не факт, что мы не ошиблись бы при сложении чисел.

А теперь очень важно! Чтобы облегчить себе работу, нужно найти закономерность, потом описать ее формулой и потом пользоваться этой формулой, чтобы вычислять в разы быстрее.

Это и есть математика!

Важно научиться находить закономерности, а потом уже запоминать формулы. Потому что, даже если ты забудешь формулу, ты сможешь ее вывести. И, самое главное, ты сможешь проверить подходит та или иная формула для решения задачи, а не просто подставлять их как обезьянка.

Давай попробуем вывести формулу. Это легко и тебе понравится! Чтобы найти закономерности, надо пользоваться тем, что мы знаем.

Что мы знаем?

У нас есть арифметическая прогрессия: 3, 7, 11, 15, 19 и т.д.
У нас есть номера прогрессии: 1, 2, 3, 4, 5, и т.д.
Мы все время прибавляем 4, значит разница прогрессии d = 4.

Чему равен 2-й член арифметической прогрессии? Попробуй сначала написать числами, а потом в более общем виде, заменив числа буквами.

7=3+4 или 7=3+d

Закономерности пока не видны. Ок. Идем дальше. Чему равен 3-й член арифметической прогрессии?

11=3+4+4 или 11=3+d+d

Похоже что вырисовывается закономерность! Чтобы узнать значение 2-го члена прогрессии, мы прибавляли одно d, а чтобы узнать 3-го — два d! Иными словами, нам надо прибавлять каждый раз на одно d меньше, чем номер члена прогрессии.

Давай проверим? Чему равен 4-й член арифметической прогрессии?

15=3+4+4+4 или 15=3+d+d+d

Бинго! Закономерность подтверждается. Теперь осталось описать закономерность формулой и пользоваться ею!

Если нам нужно найти значение числа прогрессии с порядковым номером n, мы прибавляем к первому члену арифметической прогрессии число d, которое на одно значение меньше порядкового номера искомого числа.

А теперь запомни эту формулу и используй ее для быстрого счета. А если забудешь — то легко выведешь.

Например, посмотрим, из чего складывается значение ( displaystyle 4)-го члена данной арифметической прогрессии:

( begin{array}{l}{{a}_{4}}={{a}_{1}}+dleft( 4-1 right)\{{a}_{4}}=3+4left( 4-1 right)=15end{array})

Попробуй самостоятельно найти таким способом значение члена ( displaystyle n=6) данной арифметической прогрессии.

Рассчитал? Сравни свои записи с ответом:

( begin{array}{l}{{a}_{6}}={{a}_{1}}+dleft( 6-1 right)\{{a}_{6}}=3+4left( 6-1 right)=3+4cdot 5=3+20=23end{array})

Обрати внимание, что у тебя получилось точно такое же число, как и в предыдущем способе, когда мы последовательно прибавляли ( displaystyle d) к предыдущему значению членов арифметической прогрессии.

Попробуем «обезличить» данную формулу – приведем ее в общий вид и получим:

( {{a}_{n}}={{a}_{1}}+dleft( n-1 right)) – уравнение арифметической прогрессии.

Кстати, таким образом мы можем посчитать и ( displaystyle 140)-ой член данной арифметической прогрессии (да и ( displaystyle 169)-ый тоже можем, да и любой другой вычислить совсем несложно).

Попробуй посчитать значения ( displaystyle 140)-го и ( displaystyle 169)-го членов, применив полученную формулу.

( begin{array}{l}…\{{a}_{140}}={{a}_{1}}+dleft( 140-1 right)\{{a}_{140}}=3+4left( 140-1 right)=3+4cdot 139=3+556=559\{{a}_{169}}={{a}_{1}}+dleft( 169-1 right)\{{a}_{169}}=3+4left( 169-1 right)=3+4cdot 168=3+672=675end{array})

Возрастающие и убывающие арифметические прогрессии

Возрастающие – прогрессии, в которых каждое последующее значение членов больше предыдущего.

Например:

( displaystyle begin{array}{l}4;text{ }6;text{ }8;text{ }10;text{ }12\-2;text{ }4;text{ }10;text{ }16;text{ }20end{array})

Убывающие – прогрессии, в которых каждое последующее значение членов меньше предыдущего.

Например:

( displaystyle begin{array}{l}12;text{ }10;text{ }8;text{ }6;text{ }4\4;text{ }0;text{ }-4;text{ }-8;text{ }-12.end{array})

Выведенная формула применяется в расчете членов как в возрастающих, так и в убывающих членах арифметической прогрессии.

Проверим это на практике.

Нам дана арифметическая прогрессия, состоящая из следующих чисел: ( displaystyle 13;text{ }8;text{ }4;text{ }0;text{ }-4.)

Проверим, какое получится ( displaystyle 4)-ое число данной арифметической прогрессии, если при его расчете использовать нашу формулу:

( {{text{a}}_{text{n}}}={{text{a}}_{1}}+text{d}left( text{n}-1 right))

Заметим, что так как арифметическая прогрессия убывающая, то значение ( displaystyle d) будет отрицательным, ведь каждый последующий член меньше предыдущего.

( displaystyle d=8-13=-5)

( {{a}_{4}}={{a}_{1}}+dleft( 4-1 right))

Так как ( displaystyle d=-5), то:
( {{a}_{4}}=13-5left( 4-1 right)=13-15=-2)

Таким образом, мы убедились, что формула действует как в убывающей, так и в возрастающей арифметической прогрессии.

Попробуй самостоятельно найти ( displaystyle 140)-ой и ( displaystyle 169)-ый члены этой арифметической прогрессии.

Сравним полученные результаты:

( begin{array}{l}{{a}_{140}}={{a}_{1}}+dleft( 140-1 right)\{{a}_{140}}=13-5left( 140-1 right)=13-5cdot 139=13-695=-682\{{a}_{169}}={{a}_{1}}+dleft( 169-1 right)\{{a}_{169}}=13-5left( 169-1 right)=13-5cdot 168=13-840=-827end{array})

Свойство арифметической прогрессии (или как найти n-й член прогрессии, зная соседние)

Усложним задачу — выведем свойство арифметической прогрессии.

Допустим, нам дано такое условие:

( displaystyle 4;text{ }x;text{ }12ldots ) — арифметическая прогрессия, найти значение ( displaystyle x).

Легко, скажешь ты и начнешь считать по уже известной тебе формуле:

( {{a}_{n}}={{a}_{1}}+dleft( n-1 right))

Пусть ( displaystyle {{a}_{1}}=4), а ( displaystyle {{a}_{3}}=12), тогда:

( displaystyle begin{array}{l}{{a}_{3}}={{a}_{1}}+dleft( 3-1 right)\12=4+2d~~Rightarrow ~d=frac{12-4}{2}=4\{{a}_{2}}=x={{a}_{1}}+d\{{a}_{2}}=x=4+4=8end{array})

Абсолютно верно.

Получается, мы сначала находим ( displaystyle d), потом прибавляем его к первому числу и получаем искомое ( displaystyle x).

Если прогрессия представлена маленькими значениями, то ничего сложного в этом нет, а если нам в условии даны числа ( displaystyle 4024;~x;6072)?

Согласись, есть вероятность ошибиться в вычислениях.

А теперь подумай, можно ли решить эту задачу в одно действие с использованием какой-либо формулы?

Конечно да, и именно ее мы попробуем сейчас вывести.

Обозначим искомый член арифметической прогрессии как ( {{text{a}}_{text{n}}}), формула его нахождения нам известна – это та самая формула, выведенная нами в начале:

( {{a}_{n}}={{a}_{1}}+dleft( n-1 right)), тогда:

предыдущий член прогрессии это ( {{a}_{n}}-d): ( {{a}_{n-1}}={{a}_{1}}+dleft( n-1 right)-d)
последующий член прогрессии это ( {{a}_{n}}+d): ( {{a}_{n+1}}={{a}_{1}}+dleft( n-1 right)+d)

Просуммируем предыдущий и последующий члены прогрессии:

( {{a}_{1}}+dleft( n-1 right)-d+{{{a}}_{1}}+text{d}left( text{n}-1 right)+text{d}=2left( {{a}_{1}}+dleft( n-1 right) right)text{ }!!~!!text{ })

Получается, что сумма предыдущего и последующего членов прогрессии – это удвоенное значение члена прогрессии, находящегося между ними.

Иными словами, чтобы найти значение члена прогрессии при известных предыдущих и последовательных значениях, необходимо сложить их и разделить на ( 2).

( {{a}_{n}}=frac{{{a}_{n+1}}+{{a}_{n-1}}}{2}) – свойство членов арифметической прогрессии.

Попробуем посчитать значение ( x), используя выведенную формулу:

( x=frac{4+12}{2}=8)

Все верно, мы получили это же число. Закрепим материал.

Посчитай значение ( x) для прогрессии ( displaystyle 4024;~x;6072) самостоятельно, ведь это совсем несложно.

( x=frac{4024+6072}{2}=5048)

Молодец! Ты знаешь о прогрессии почти все!

Осталось узнать только одну формулу, которую по легендам без труда вывел для себя один из величайших математиков всех времен, «король математиков» – Карл Гаусс…

Сумма первых n членов арифметической прогрессии

Когда Карлу Гауссу было 9 лет, учитель, занятый проверкой работ учеников других классов, задал на уроке следующую задачу:

«Сосчитать сумму всех натуральных чисел от ( displaystyle 1) до ( displaystyle 40) (по другим источникам до ( displaystyle 100)) включительно».

Каково же было удивление учителя, когда один из его учеников (это и был Карл Гаусс) через минуту дал правильный ответ на поставленную задачу, при этом, большинство одноклассников смельчака после долгих подсчетов получили неправильный результат…

Юный Карл Гаусс заметил некоторую закономерность, которую без труда заметишь и ты.

Допустим, у нас есть арифметическая прогрессия, состоящая из ( displaystyle 6)-ти членов: ( displaystyle 6;text{ }8;text{ }10;text{ }12;text{ }14;text{ }16…)

Нам необходимо найти сумму данных ( displaystyle 6) членов арифметической прогрессии.

Конечно, мы можем вручную просуммировать все значения, но что делать, если в задании необходимо будет найти сумму ( displaystyle 100) ее членов, как это искал Гаусс?

Изобразим заданную нам прогрессию. Присмотрись внимательно к выделенным числам и попробуй произвести с ними различные математические действия.

Попробовал? Что ты заметил? Правильно! Их суммы равны

А теперь ответь, сколько всего наберется таких пар в заданной нам прогрессии?

Конечно, ровно половина всех чисел, то есть ( frac{6}{2}=3).

Исходя из того, что сумма двух членов арифметической прогрессии равна ( 22), а подобных равных пар ( 3), мы получаем, что общая сумма равна:

( displaystyle Stext{ }=text{ }22cdot 3text{ }=text{ }66).

Таким образом, формула для суммы первых ( displaystyle n) членов любой арифметической прогрессии будет такой:

( displaystyle {{S}_{n}}=frac{left( {{a}_{1}}+{{a}_{n}} right)cdot n}{2}), где ( displaystyle n) – количество значений.

В некоторых задачах нам неизвестен ( displaystyle n)-й член, но известна разность прогрессии. Попробуй подставить в формулу суммы, формулу ( displaystyle n)-го члена. ( {{a}_{n}}={{a}_{1}}+dleft( n-1 right))

Что у тебя получилось?

( displaystyle {{S}_{n}}=frac{2{{a}_{1}}+dleft( n-1 right)}{2}cdot n), где ( displaystyle n) – количество значений.

Молодец! Теперь вернемся к задаче, которую задали Карлу Гауссу: посчитай самостоятельно, чему равна сумма ( displaystyle 40) чисел, начиная от ( displaystyle 1)-го, и сумма ( displaystyle 100) чисел начиная от ( displaystyle 1)-го.

Сколько у тебя получилось?

У Гаусса получилось, что сумма ( displaystyle 100 ) членов равна ( displaystyle 5050), а сумма ( displaystyle 40 ) членов ( displaystyle 820).

Так ли ты решал?

( {{S}_{40}}=frac{left( 1+40 right)cdot 40}{2}=frac{41cdot 40}{2}=frac{1640}{2}=820)
( {{S}_{100}}=frac{left( 1+100 right)cdot 100}{2}=frac{101cdot 100}{2}=5050)

На самом деле формула суммы членов арифметической прогрессии была доказана древнегреческим ученым Диофантом еще в 3 веке, да и на протяжении всего этого времени остроумные люди вовсю пользовались свойствами арифметической прогрессии.

Например, представь Древний Египет и самую масштабную стройку того времени – строительство пирамиды… На рисунке представлена одна ее сторона.

Где же здесь прогрессия скажешь ты? Посмотри внимательно и найди закономерность в количестве песчаных блоков в каждом ряде стены пирамиды.

Чем не арифметическая прогрессия? Посчитай, сколько всего блоков необходимо для строительства одной стены, если в основание кладется ( displaystyle 6) блочных кирпичей.

Надеюсь, ты не будешь считать, водя пальцем по монитору, ты же помнишь последнюю формулу и все, что мы говорили об арифметической прогрессии?

В данном случае прогрессия выглядит следующим образом:

( displaystyle 6;text{ }5;text{ }4;text{ }3;text{ }2; 1).

Разность арифметической прогрессии ( displaystyle ~=text{ }dtext{ }=text{ }-1).

Количество членов арифметической прогрессии ( displaystyle=6).

Подставим в последние формулы наши данные (посчитаем количество блоков 2 способами).

Разность арифметической прогрессии ( displaystyle ~=text{ }dtext{ }=text{ }-1).

Количество членов арифметической прогрессии ( displaystyle=6).

Подставим в последние формулы наши данные (посчитаем количество блоков 2 способами).

Способ 1.

( begin{array}{l}{{S}_{n}}=frac{left( {{a}_{1}}+{{a}_{n}} right)cdot n}{2}\~~{{S}_{6}}=frac{left( 6+1 right)cdot 6}{2}=frac{7cdot 6}{2}=21\~end{array})

Способ 2.

( displaystyle {{S}_{n}}=frac{2{{a}_{1}}+dleft( n-1 right)}{2}cdot n)

( {{S}_{n}}=frac{2cdot 6+1left( 6-1 right)}{2}cdot 6=frac{12+5cdot 6}{2}=frac{7cdot 6}{2}=frac{42}{2}=21)

А теперь можно и на мониторе посчитать: сравни полученные значения с тем количеством блоков, которое есть в нашей пирамиде.

Сошлось?

Молодец, ты освоил сумму ( displaystyle n)-ных членов арифметической прогрессии.

Конечно, из ( displaystyle 6) блоков в основании пирамиду не построишь, а вот из ( displaystyle 60)?

Попробуй рассчитать, сколько необходимо песчаных кирпичей, чтобы построить стену с таким условием.

Справился?

Верный ответ – ( displaystyle 1830) блоков:

( begin{array}{l}{{S}_{n}}=frac{left( {{a}_{1}}+{{a}_{n}} right)cdot n}{2}\{{S}_{60}}=frac{left( 60+1 right)cdot 60}{2}=frac{61cdot 60}{2}=61cdot 30=1830.end{array})

Источник

Арифметическая последовательность — это последовательность чисел, в которой каждое новое число получается путем добавления определенного числа к предыдущему. Число n — это число членов арифметической прогрессии. Существуют формулы, связывающие параметры арифметической прогрессии, из которых можно выразить n.

Вам понадобится

Арифметическая прогрессия

Инструкция

Арифметическая прогрессия — это последовательность чисел вида a1, a1+d, a1+2d…, a1+(n-1)d. Число d называется шагом прогрессии.Очевидно, что общая формула произвольного n-го члена арифметической прогрессии имеет вид: An = A1+(n-1)d. Тогда зная один из членов прогрессии, первый член прогрессии и шаг прогрессии, можно определить, то есть номер члена прогресси. Очевидно, он будет определяться по формуле n = (An-A1+d)/d.

Пусть теперь известен m-ый член прогрессии и какой-то другой член прогрессии — n-ый, но n неизвестно, как и в предыдущем случае, но известно, что n и m не совпадают.Шаг прогрессии может быть вычислен по формуле: d = (An-Am)/(n-m). Тогда n = (An-Am+md)/d.

Если известна сумма нескольких элементов арифметической прогрессии, а также ее первый и последний элемент, то количество этих элементов тоже можно определить.Сумма арифметической прогрессии будет равна: S = ((A1+An)/2)n. Тогда n = 2S/(A1+An) — число чденов прогрессии. Используя тот факт, что An = A1+(n-1)d, эту формулу можно переписать в виде: n = 2S/(2A1+(n-1)d). Из этой формулы можно выразить n, решая квадратное уравнение.

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?

This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.

Источник

Арифметической прогрессией называют числовую последовательность, каждый следующий член которой получается из предыдущего прибавлением к нему постоянного числа. Это число называют разностью арифметической прогрессии и обозначают буквой (d).

Например, последовательность (2); (5); (8); (11); (14)… является арифметической прогрессией, потому что каждый следующий элемент отличается от предыдущего на три (может быть получен из предыдущего прибавлением тройки):

В этой прогрессии разность (d) положительна (равна (3)), и поэтому каждый следующий член больше предыдущего. Такие прогрессии называются возрастающими.

Однако (d) может быть и отрицательным числом. Например, в арифметической прогрессии (16); (10); (4); (-2); (-8)… разность прогрессии (d) равна минус шести.

И в этом случае каждый следующий элемент будет меньше, чем предыдущий. Эти прогрессии называются убывающими.

Обозначение арифметической прогрессии

Прогрессию обозначают маленькой латинской буквой.

Числа, образующие прогрессию, называют ее членами (или элементами).

Их обозначают той же буквой что и арифметическую прогрессию, но с числовым индексом, равным номеру элемента по порядку.

Например, арифметическая прогрессия (a_n = left{ 2; 5; 8; 11; 14…right}) состоит из элементов (a_1=2); (a_2=5); (a_3=8) и так далее.

Иными словами, для прогрессии (a_n = left{2; 5; 8; 11; 14…right})

порядковый номер элемента	(1)	(2)	(3)	(4)	(5)
обозначение элемента	(a_1)	(a_2)	(a_3)	(a_4)	(a_5)
значение элемента	(2)	(5)	(8)	(11)	(14)

Решение задач на арифметическую прогрессию

В принципе, изложенной выше информации уже достаточно, чтобы решать практически любую задачу на арифметическую прогрессию (в том числе из тех, что предлагают на ОГЭ).

Пример (ОГЭ). Арифметическая прогрессия задана условиями (b_1=7; d=4). Найдите (b_5).
Решение:

	В этой задаче нам дано начало цепочки (первый элемент) и шаг (разность). Зная их, мы легко можем восстановить прогрессию до любого нужного нам члена (в нашем случае – пятого).
	Вот и все. Нужное нам значение найдено.

Ответ: (b_5=23)

Пример (ОГЭ). Даны первые три члена арифметической прогрессии: (62; 49; 36…) Найдите значение первого отрицательного члена этой прогрессии..
Решение:

	Нам даны первые элементы последовательности и известно, что она – арифметическая прогрессия. То есть, каждый элемент отличается от соседнего на одно и то же число. Узнаем на какое, вычтя из следующего элемента предыдущий: (d=49-62=-13).
	Теперь мы можем восстановить нашу прогрессию до нужного нам (первого отрицательного) элемента.
	Готово. Можно писать ответ.

Ответ: (-3)

Пример (ОГЭ). Даны несколько идущих подряд элементов арифметической прогрессии: (…5; x; 10; 12,5…) Найдите значение элемента, обозначенного буквой (x).
Решение:

	Чтоб найти (x), нам нужно знать на сколько следующий элемент отличается от предыдущего, иначе говоря – разность прогрессии. Найдем ее из двух известных соседних элементов: (d=12,5-10=2,5).
	А сейчас без проблем находим искомое: (x=5+2,5=7,5).
	Готово. Можно писать ответ.

Ответ: (7,5).

Пример (ОГЭ). Арифметическая прогрессия задана следующими условиями: (a_1=-11); (a_{n+1}=a_n+5) Найдите сумму первых шести членов этой прогрессии.
Решение:

Нам нужно найти сумму первых шести членов прогрессии. Но мы не знаем их значений, нам дан только первый элемент. Поэтому сначала вычисляем значения по очереди, используя данное нам рекуррентное соотношение:

(n=1); (a_{1+1}=a_1+5=-11+5=-6)
(n=2); (a_{2+1}=a_2+5=-6+5=-1)
(n=3); (a_{3+1}=a_3+5=-1+5=4)
А вычислив нужные нам шесть элементов — находим их сумму.

(S_6=a_1+a_2+a_3+a_4+a_5+a_6=)
(=(-11)+(-6)+(-1)+4+9+14=9)

Искомая сумма найдена.

Ответ: (S_6=9).

Пример (ОГЭ).В арифметической прогрессии (a_{12}=23); (a_{16}=51). Найдите разность этой прогрессии.
Решение:

	Мы знаем (12)-ый и (16)-ый элементы – и больше ничего. Однако этого достаточно для того, чтобы найти разность. Нужно просто посмотреть на схему слева и понять, что мы можем получить (16)-ый элемент из (12)-го, «сделав 4 шага», то есть четыре раза прибавив разность прогрессии. Иными словами: (a_{12}+d+d+d+d=a_{16}).
(a_{12}+4d=a_{16})	Подставляем известные величины.
(23+4d=51)	Теперь решаем линейное уравнение, и без проблем находим (d). Переносим (23), поменяв знак.
(4d=51-23)	Вычисляем правую часть…
(4d=28)	…и делим на коэффициент перед неизвестной.
(d=7)	Готов ответ.

Ответ: (d=7).

Важные формулы арифметической прогрессии

Как видите, многие задачи по арифметической прогрессии можно решать, просто поняв главное – то, что арифметическая прогрессия есть цепочка чисел, и каждый следующий элемент в этой цепочке получается прибавлением к предыдущему одного и того же числа (разности прогрессии).

Однако порой встречаются ситуации, когда решать «в лоб» весьма неудобно. Например, представьте, что в самом первом примере нам нужно найти не пятый элемент (b_5), а триста восемьдесят шестой (b_{386}). Это что же, нам (385) раз прибавлять четверку? Или представьте, что в предпоследнем примере надо найти сумму первых семидесяти трех элементов. Считать замучаешься…

Поэтому в таких случаях «в лоб» не решают, а используют специальные формулы, выведенные для арифметической прогрессии. И главные из них это формула энного члена прогрессии и формула суммы (n) первых членов.

Формула (n)-го члена: (a_n=a_1+(n-1)d), где (a_1) – первый член прогрессии;
(n) – номер искомого элемента;
(d) – разность прогрессии;
(a_n) – член прогрессии с номером (n).

Эта формула позволяет нам быстро найти хоть трехсотый, хоть миллионный элемент, зная только первый и разность прогрессии.

Пример. Арифметическая прогрессия задана условиями: (b_1=-159); (d=8,2). Найдите (b_{246}).
Решение:

(b_1=-159); (d=8,2) (b_{246}=?)	Больше двухсот раз прибавлять (8,2) к (-159) – перспектива не самая радужная. Лучше воспользуемся формулой, подставив вместо (n) номер искомого элемента.
(n=246); (b_{246}=-159+(246-1)·8,2=) (=-159+245·8,2=) (=-159+2009=1850)	Можно писать ответ.

Ответ: (b_{246}=1850).

Формула суммы n первых членов: (S_n=frac{a_1+a_n}{2} cdot n), где

(S_n) – искомая сумма (n) первых элементов;
(a_1) – первый суммируемый член;
(a_n) – последний суммируемый член;
(n) – количество элементов в сумме.

Пример (ОГЭ).Арифметическая прогрессия задана условиями (a_n=3,4n-0,6). Найдите сумму первых (25) членов этой прогрессии.
Решение:

(S_{25}=)(frac{a_1+a_{25}}{2 })(cdot 25)		Чтобы вычислить сумму первых двадцати пяти элементов, нам нужно знать значение первого и двадцать пятого члена. Наша прогрессия задана формулой энного члена в зависимости от его номера (подробнее смотри здесь). Давайте вычислим первый элемент, подставив вместо (n) единицу.
(n=1;) (a_1=3,4·1-0,6=2,8)		Теперь найдем двадцать пятый член, подставив вместо (n) двадцать пять.
(n=25;) (a_{25}=3,4·25-0,6=84,4)		Ну, а сейчас без проблем вычисляем искомую сумму.
(S_{25}=)(frac{a_1+a_{25}}{2})(cdot 25=) (=) (frac{2,8+84,4}{2})(cdot 25 =)(1090)		Ответ готов.

Ответ: (S_{25}=1090).

Для суммы (n) первых членов можно получить еще одну формулу: нужно просто в (S_{25}=)(frac{a_1+a_{25}}{2})(cdot 25) вместо (a_n) подставить формулу для него (a_n=a_1+(n-1)d). Получим:

Формула суммы n первых членов: (S_n=)(frac{2a_1+(n-1)d}{2})(cdot n), где

(S_n) – искомая сумма (n) первых элементов;
(a_1) – первый суммируемый член;
(d) – разность прогрессии;
(n) – количество элементов в сумме.

Пример .Найдите сумму первых (33)-ех членов арифметической прогрессии: (17); (15,5); (14)…
Решение:

(S_{33}=)(frac{2a_1+(33-1)d}{2})(cdot 33)		Для решения задачи воспользуемся последней формулой. Первый элемент известен, нужно найти только разность прогрессии (d). Вычисляем ее как разность двух соседних элементов.
(d=a_2-a_1=15,5-17=-1,5)		Теперь можно посчитать сумму (33)-ех элементов.
(S_{33}=)(frac{2 cdot 17+(33-1)(-1,5)}{2})(cdot 33=)		Готово. Быстро и просто, почти как Доширак. Но гораздо менее вредно.
(=)(frac{34-32·1,5}{2})(cdot 33)(=-231)		Ответ готов.

Ответ: (S_{33}=-231).

Более сложные задачи на арифметическую прогрессию

Теперь у вас есть вся необходимая информация для решения практически любой задачи на арифметическую прогрессию. Завершим тему рассмотрением задач, в которых надо не просто применять формулы, но и немного думать (в математике это бывает полезно ☺)

Пример (ОГЭ).Найдите сумму всех отрицательных членов прогрессии: (-19,3); (-19); (-18,7)…
Решение:

(S_n=)(frac{2a_1+(n-1)d}{2})(cdot n)		Задача очень похожа на предыдущую. Начинаем решать также: сначала найдем (d).
(d=a_2-a_1=-19-(-19,3)=0,3)		Теперь бы подставить (d) в формулу для суммы… и вот тут всплывает маленький нюанс – мы не знаем (n). Иначе говоря, не знаем сколько членов нужно будет сложить. Как это выяснить? Давайте думать. Мы прекратим складывать элементы тогда, когда дойдем до первого положительного элемента. То есть, нужно узнать номер этого элемента. Как? Запишем формулу вычисления любого элемента арифметической прогрессии: (a_n=a_1+(n-1)d) для нашего случая.
(a_n=a_1+(n-1)d)
(a_n=-19,3+(n-1)·0,3)		Нам нужно, чтоб (a_n) стал больше нуля. Выясним, при каком (n) это произойдет.
(-19,3+(n-1)·0,3>0)		Решаем полученное неравенство. Переносим (-19,3) через знак сравнения.
((n-1)·0,3>19,3) (\|:0,3)		Делим обе части неравенства на (0,3).
(n-1>)(frac{19,3}{0,3})		Переносим минус единицу, не забывая менять знаки
(n>)(frac{19,3}{0,3})(+1)		Вычисляем…
(n>65,333…)		…и выясняется, что первый положительный элемент будет иметь номер (66). Соответственно, последний отрицательный имеет (n=65). На всякий случай, проверим это.
(n=65;) (a_{65}=-19,3+(65-1)·0,3=-0,1) (n=66;) (a_{66}=-19,3+(66-1)·0,3=0,2)		Таким образом, нам нужно сложить первые (65) элементов.
(S_{65}=)(frac{2 cdot (-19,3)+(65-1)0,3}{2})(cdot 65) (S_{65}=)({-38,6+19,2}{2})(cdot 65=-630,5)		Ответ готов.

Ответ: (S_{65}=-630,5).

Пример (ОГЭ).Арифметическая прогрессия задана условиями: (a_1=-33); (a_{n+1}=a_n+4). Найдите сумму от (26)-го до (42) элемента включительно.
Решение:

(a_1=-33;) (a_{n+1}=a_n+4)	В этой задаче также нужно найти сумму элементов, но начиная не с первого, а с (26)-го. Для такого случая у нас формулы нет. Как решать? Легко — чтобы получить сумму с (26)-го до (42)-ой, надо сначала найти сумму с (1)-ого по (42)-ой, а потом вычесть из нее сумму с первого до (25)-ого (см картинку).
	Для нашей прогрессии (a_1=-33), а разность (d=4) (ведь именно четверку мы добавляем к предыдущему элементу, чтоб найти следующий). Зная это, найдем сумму первых (42)-ух элементов.
(S_{42}=)(frac{2 cdot (-33)+(42-1)4}{2})(cdot 42=) (=)(frac{-66+164}{2})(cdot 42=2058)	Теперь сумму первых (25)-ти элементов.
(S_{25}=)(frac{2 cdot (-33)+(25-1)4}{2})(cdot 25=) (=)(frac{-66+96}{2})(cdot 25=375)	Ну и наконец, вычисляем ответ.
(S=S_{42}-S_{25}=2058-375=1683)

Ответ: (S=1683).

Для арифметической прогрессии существует еще несколько формул, которые мы не рассматривали в данной статье ввиду их малой практической полезности. Однако вы без труда можете найти их здесь.

Смотрите также:

Числовая последовательность
Геометрическая прогрессия

Источник

Советы

Предупреждения

Об этой статье

Была ли эта статья полезной?

Определение

Сумма арифметической прогрессии

Характеристическое свойство арифметической прогрессии

Арифметическая прогрессия — коротко о главном

Числовая последовательность

Арифметическая прогрессия — определения

Нахождения n-ого члена арифметической прогрессии

Возрастающие и убывающие арифметические прогрессии

Свойство арифметической прогрессии (или как найти n-й член прогрессии, зная соседние)

Сумма первых n членов арифметической прогрессии

Обозначение арифметической прогрессии

Решение задач на арифметическую прогрессию

Важные формулы арифметической прогрессии

Формула (n)-го члена: (a_n=a_1+(n-1)d), где (a_1) – первый член прогрессии; (n) – номер искомого элемента; (d) – разность прогрессии; (a_n) – член прогрессии с номером (n).

Более сложные задачи на арифметическую прогрессию

Формула (n)-го члена: (a_n=a_1+(n-1)d), где (a_1) – первый член прогрессии;
(n) – номер искомого элемента;
(d) – разность прогрессии;
(a_n) – член прогрессии с номером (n).