чему равна разность арифметической прогрессии

Содержание

Как найти разность арифметической прогрессии

Тема «прогрессия арифметическая» изучается в общем курсе алгебры в школах в 9 классе. Эта тема является важной для дальнейшего углубленного изучения математики числовых рядов. В данной статье познакомимся с прогрессией арифметической, ее разностью, а также с типичными задачами, с которыми могут столкнуться школьники.

Понятие о прогрессии алгебраической

3d51a95cc90d2b14b431867d0ce17dca

Числовая прогрессия представляет собой последовательность чисел, в которой каждый последующий элемент можно получить из предыдущего, если применить некоторый математический закон. Известно два простых вида прогрессии: геометрическая и арифметическая, которую называют также алгебраической. Остановимся на ней подробнее.

c23d68793b8ce0d45cbe6f4701f26ffe Вам будет интересно: Как найти среднее арифметическое и среднее геометрическое чисел?

Представим себе некоторое рациональное число, обозначим его символом a1, где индекс указывает его порядковый номер в рассматриваемом ряду. Добавим к a1 некоторое другое число, обозначим его d. Тогда второй элемент ряда можно отразить следующим образом: a2 = a1+d. Теперь добавим d еще раз, получим: a3 = a2+d. Продолжая эту математическую операцию, можно получить целый ряд чисел, который будет называться прогрессией арифметической.

797b732d8908930835e6f803c44f03be Вам будет интересно: Причастия совершенного и несовершенного вида. Правила использования

Как можно понять из изложенного выше, чтобы найти n-ый элемент этой последовательности, необходимо воспользоваться формулой: an = a1 + (n-1)*d. Действительно, подставляя n=1 в выражение, мы получим a1 = a1, если n = 2, тогда из формулы следует: a2 = a1 + 1*d, и так далее.

Формулы разности прогрессии арифметической

a96354cad635fd3d5a4b3f7bfc1d52f7

Из приведенного выше определения рассматриваемого ряда чисел следует, что для его определения необходимо знать два числа: a1 и d. Последнее называется разностью этой прогрессии. Оно однозначно определяет поведение всего ряда. Действительно, если d будет положительным, то числовой ряд будет постоянно возрастать, наоборот, в случае d отрицательного, будет происходить возрастание чисел в ряду лишь по модулю, абсолютное же их значение будет уменьшаться с ростом номера n.

Чему равна разность прогрессии арифметической? Рассмотрим две основные формулы, которые используются для вычисления этой величины:

Эти две основные формулы используются для решения любых задач на нахождение разности прогрессии. Однако существует еще одна формула, о которой также необходимо знать.

Сумма первых элементов

Формула, с помощью которой можно определить сумму любого количества членов прогрессии алгебраической, согласно историческим свидетельствам, была впервые получена «принцем» математики XVIII века Карлом Гауссом. Немецкий ученый, еще будучи мальчиком в начальных классах деревенской школы, заметил, что для того, чтобы сложить натуральные числа в ряду от 1 до 100, необходимо сначала просуммировать первый элемент и последний (полученное значение будет равно сумме предпоследнего и второго, предпредпоследнего и третьего элементов, и так далее), а затем это число следует умножить на количество этих сумм, то есть на 50.

9e11460a8de18a9f76909c498a2a65dd

Формулу, которая отражает изложенный результат на частном примере, можно обобщить на произвольный случай. Она будет иметь вид: Sn = n/2*(an+a1). Заметим, что для нахождения указанной величины, знание разности d не требуется, если известны два члена прогрессии (an и a1).

Пример №1. Определите разность, зная два члена ряда a1 и an

Поскольку нам известны значения двух элементов числовой последовательности, при этом один из них является первым числом, то можно воспользоваться формулой №2 для определения разности d. Имеем: d =(-1*(-12,1)+(-5,6) )/12 = 0,54167. В выражении мы использовали значение n=13, поскольку известен член именно с этим порядковым номером.

Полученная разность свидетельствует о том, что прогрессия является возрастающей, несмотря на то, что данные в условии задачи элементы имеют отрицательное значение. Видно, что a13>a1, хотя |a13| 0 или, используя соответствующую формулу, перепишем неравенство: a1 + (n-1)*d>0. Необходимо найти неизвестное n, выразим его: n>-1*a1/d + 1. Теперь осталось подставить известные значения разности и первого члена последовательности. Получаем: n>-1*(-12,1) /0,54167 + 1= 23,338 или n>23,338. Поскольку n может принимать только целочисленные значения, из полученного неравенства следует, что любые члены ряда, которые будут иметь номер больше чем 23, будут положительными.

Пример №3. Сколько бревен поместится?

Приведем одну любопытную задачу: во время заготовки леса было решено спиленные бревна укладывать друг на друга так, как это показано на рисунке ниже. Сколько бревен можно уложить таким образом, зная, что всего поместится 10 рядов?

646cecba7ddd6cc0e965e9063e0b9bf8

Общую сумму этой «пирамидальной» конструкции можно получить, если воспользоваться формулой Гаусса. Получаем: S10 = 10/2*(10+1) = 55 бревен.

Источник

Калькулятор арифметической прогрессии

Представим, что подряд выписаны все четные натуральные числа: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 18, 18, 20, 22. Это — последовательность четных натуральных чисел. Число 2 — ее первый член, 4 — второй, 6 — третий, 20 — десятый и т. д.

Приведем еще несколько примеров числовых прогрессий:

Последовательности бывают конечные и бесконечные. Конечной, например, есть последовательность однозначных натуральных чисел: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Последовательность всех натуральных чисел — бесконечная. Записывая бесконечную последовательность, после нескольких ее первых членов ставят многоточие. Первый, второй, третий члены последовательности четных натуральных чисел равны соответственно 2, 4, 6. Пишут: a1 = 2, а2 = 4, а3 = 6

А чему равен ее n-й член An? Поскольку каждый член последовательности парных натуральных чисел вдвое больше от своего порядкового номера, то ее n-й член равен 2n, т. е.

Это формула n-го члена последовательности парных натуральных чисел.

Формула n-го члена последовательности нечетных натуральных чисел.

Если известна формула n-го члена последовательности, то нетрудно вычислить любой ее член. Напишем несколько первых членов последовательности, n-й член которой:

Предоставляя переменной п значения 1, 2, 3, 4, 5. получим первые члены последовательности: 6, 11, 18, 27, 38, 51. Тысячный член этой последовательности а1000 = 1000 2 + 2 = 1000002.

Гораздо труднее решать обратную задачу — для данной последовательности найти ее n-й член. Например, формула n-го члена последовательности простых чисел: 2, 3, 5, 7, 11, 13. — неизвестна до сих пор, хотя математики искали ее более 2000 лет.

Несколько первых членов последовательности не задают ее однозначно.

Например, существует множество различных последовательностей, первые члены которых 2, 4, 6, 8. В частности, такие первые члены имеют последовательности, n-е члены которых:

Из двух соседних членов a1 и a2 последовательности член a2 называют следующим за а1, а а1 — предыдущим по отношению к а2. Последовательность называют растущей, если каждый ее член, начиная со второго, больше предыдущего. Последовательность называется убывающей, если каждый ее член, начиная со второго, меньше предыдущего.

Замечания

Иногда рассматривают также прогрессивности, членами, которых являются различные выражения, функции, фигуры то ​ что. Можно говорить и о последовательности месяцев в году, дней в неделе, букв в слове, фамилий в списке, вагонов в поезде, станций на железной дороге и т. д. Мы дальше будем говорить только о числовых последовательностях, хотя и зовем их коротко последовательностями.

Понятие арифметической прогрессии

Арифметической прогрессией называется прогрессивность, каждый член которой, начиная со второго, равен предыдущему члену, к которому добавляют одно и то же число. Это постоянное для данной последовательности число d называется разницей арифметической прогрессии.

Первый член и разность арифметической прогрессии могут быть какими угодно числами. Арифметическая прогрессия растущая, если ее разница положительная, или нисходящая, если ее разница отрицательная.

Пример нисходящей арифметической прогрессии: 11, 9, 7, 5, 3, 1, −1, −3.

Чтобы получить любой член арифметической прогрессии, начиная со второго, надо к предыдущему члена добавить разницу d. Поэтому если первый член и разность арифметической прогрессии равны соответственно а и d, то первые члены этой арифметической прогрессии:

a1, a1 + d, a1 + 2d, a1 + 3d, a1 + 4d.

Обратите внимание: коэффициент при d на 1 меньше порядкового номера члена прогрессии. Так же находим а6 = а1 + 5d, а7 = а1 + 6d и вообще:

Это формула n-го члена арифметической прогрессии. Сумма членов конечной арифметической прогрессии равна полусумме крайних ее членов, умноженной на число членов.

Примеры задач

Пример 1

В арифметической прогрессии a1 = 4, d = 3. Найдите a20.

В калькуляторе задаем:

Проверяем самостоятельно по формулам с теории:

Пример 2

Найдите сумму первых двадцати членов арифметической прогрессии 5, 7, 9.

В калькуляторе задаем:

Онлайн-калькулятор делает вычисления намного проще: он экономит время, избавляя от необходимости делать вычисления вручную по формулам.

Источник

Арифметическая прогрессия свойства и формулы

5fb629a123a52317766320

Определение числовой последовательности

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

Последовательности можно задавать разными способами:

«Последовательность простых чисел: 4, 6, 10, 19, 21, 33. »

Последовательность yn = C называют постоянной или стационарной.

Арифметическая прогрессия — (an), задана таким соотношением:
a1 = a, an+1= an + d.

Последовательность Фибоначчи — когда каждое следующее число равно сумме двух предыдущих чисел: an+1 = an + an-1.

Пример: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55.

Так как алгебраическая числовая последовательность — это частный случай числовой функции, то ряд свойств функций рассматриваются и для последовательностей.

Свойства числовых последовательностей:

Возрастающие и убывающие последовательности называют монотонными последовательностями.

Пример числовой последовательности выглядит так:

5fb62a6b65221380491778

В такой математической последовательности каждый номер соответствует одному числу. Это значит, что в последовательности не может быть двух первых чисел и т.д. Первое число (как и любое другое) — всегда одно.

N-ный член алгебраической последовательности — это число с порядковым номером n.

Всю последовательность можно обозначить любой буквой латинского алфавита, например, a. Каждый член этой последовательности — той же буквой с индексом, который равен номеру этого члена: a1, a2. a10. an.

5fb62e808f263262020935

N-ый член последовательности можно задать формулой. Например:

Определение арифметической прогрессии

Так как числовая последовательность — это частный случай функции, которая определена на множестве натуральных чисел, арифметическую прогрессию можно назвать частным случаем числовой последовательности.

Рассмотрим основные определения и как найти арифметическую прогрессию.

Арифметическая прогрессия — это числовая последовательность a1, a2. an. для которой для каждого натурального n выполняется равенство:

an+1= an + d, где d — это разность арифметической прогрессии.

Описать словами эту формулу можно так: каждый член арифметической прогрессии равен предыдущему, сложенному с одним и тем же числом d.

Разность между последующим и предыдущим членами, то есть разность арифметической прогрессии можно найти по формуле:

5fb62f51cf551305659636

Если известны первый член a1 и n-ый член прогрессии, разность можно найти так:

5fb62f86c6a2f704060230

Арифметическая прогрессия бывает трех видов:

Пример: последовательность чисел 11, 14, 17, 20, 23. — это возрастающая арифметическая прогрессия, так как ее разность d = 3 > 0.

Свойство арифметической прогрессии

5fb62fd957043348109089

Переведем с языка формул на русский: каждый член арифметической прогрессии, начиная со второго, равен среднему арифметическому двух соседних с ним членов. Что как раз объясняет название «арифметическая» прогрессия.

Рассмотрим пример арифметической прогрессии.

Дано: арифметическая прогрессия (an), где a1 = 0 и d = 2.

Найти: первые пять членов прогрессии и десятый член прогрессии.

Решение арифметической прогрессии:

По условиям задачи n = 10, подставляем в формулу:

Формулы арифметической прогрессии

В 9 классе проходят все формулы арифметической прогрессии. Давайте узнаем, какими способами ее можно задать:

Сумма первых n членов арифметической прогрессии (аn) обозначается Sn:

5fb63140e880c955494395

Формулы нахождения суммы n членов арифметической прогрессии:

5fb6317d67814690059094
5fb6319c47cff349096252

Чтобы быстрее запомнить формулы можно использовать такую табличку с основными определениями:

5fb631d5a6d75228077013

Формула n-го члена арифметической прогрессии

Из определения арифметической прогрессии следует, что равенство истинно:

5fb632294868e808282390

5fb632750b0b4002973159 5fb632a6b114a952195093 5fb632de4ee3e686161059

Значит, 5fb633306e943034961199

Переведем с языка формул на русский: если мы знаем первый член и разность арифметической прогрессии, то можем найти любой ее член.

Арифметическую прогрессию можно назвать заданной, если известен ее первый член и разность.

Доказательство формулы n-го члена арифметической прогрессии

Формулу n-го члена арифметической прогрессии можно доказать при помощи метода математической индукции.

Пусть дано: 5fb633b9a1d069883960435fb633ed6fac2439106678

Нужно доказать: 5fb633306e943034961199

Действительно, 5fb6347a3759c964081611

Согласно принципу математической индукции формула 5fb633306e943034961199верна для любого натурального числа.

Геометрическая прогрессия

Геометрическая прогрессия — это последовательность (bn), в которой каждый последующий член можно найти, если предыдущий член умножить на одно и то же число q.

Если последовательность (bn) является геометрической прогрессией, то для любого натурального значения n справедлива зависимость:

bn+1 = bn * q, где q — знаменатель геометрической прогрессии

Если в геометрической прогрессии (bn) известен первый член b1 и знаменатель q, то можно найти любой член прогрессии:

Общий член геометрической прогрессии bn можно вычислить при помощи формулы:

Пример 1. 2, 6, 18, 54,… — геометрическая прогрессия b = 2, q = 3.

Пример 3. 7, 7, 7, 7,… — геометрическая прогрессия b = 7, q = 1.

Источник

Арифметическая прогрессия.

Внимание!
К этой теме имеются дополнительные
материалы в Особом разделе 555.
Для тех, кто сильно «не очень. »
И для тех, кто «очень даже. » )

Понятие арифметической прогрессии.

Я напишу незаконченный ряд чисел:

Сможете продлить этот ряд? Какие числа пойдут дальше, за пятёркой? Каждый. э-э-э. короче, каждый сообразит, что дальше пойдут числа 6, 7, 8, 9 и т.д.

Усложним задачу. Даю незаконченный ряд чисел:

Сможете уловить закономерность, продлить ряд, и назвать седьмое число ряда?

А теперь переведём ключевые моменты из ощущений в математику.)

Первый ключевой момент.

Арифметическая прогрессия имеет дело с рядами чисел. Это и смущает поначалу. Мы привыкли уравнения решать, графики строить и всё такое. А тут продлить ряд, найти число ряда.

Второй ключевой момент.

В арифметической прогрессии любое число отличается от предыдущего на одну и ту же величину.

Третий ключевой момент.

Этот момент не бросается в глаза, да. Но очень, очень важен. Вот он: каждое число прогрессии стоит на своём месте. Есть первое число, есть седьмое, есть сорок пятое, и т.д. Если их перепутать как попало, закономерность исчезнет. Исчезнет и арифметическая прогрессия. Останется просто ряд чисел.

Разумеется, в новой теме появляются новые термины и обозначения. Их надо знать. Иначе и задание-то не поймёшь. Например, придётся решать, что-нибудь, типа:

Термины и обозначения.

Эта величина называется разность арифметической прогрессии. Разберёмся с этим понятием поподробнее.

Разность арифметической прогрессии.

Один важный момент. Прошу обратить внимание на слово «больше». Математически это означает, что каждое число прогрессии получается прибавлением разности арифметической прогрессии к предыдущему числу.

Разность арифметической прогрессии может быть положительной, тогда каждое число ряда получится реально больше предыдущего. Такая прогрессия называется возрастающей. Например:

Здесь каждое число получается прибавлением положительного числа, +5 к предыдущему.

Разность может быть и отрицательной, тогда каждое число ряда получится меньше предыдущего. Такая прогрессия называется (вы не поверите!) убывающей.

Разность арифметической прогрессии обозначается, как правило, буквой d.

Определим, например, d для возрастающей арифметической прогрессии:

Берём любое число ряда, какое хотим, например, 11. Отнимаем от него предыдущее число, т.е. 8:

Это правильный ответ. Для этой арифметической прогрессии разность равна трём.

Определим d для убывающей арифметической прогрессии:

Разность арифметической прогрессии может быть любым числом: целым, дробным, иррациональным, всяким.

Другие термины и обозначения.

Каждое число ряда называется членом арифметической прогрессии.

Как записать прогрессию в общем виде? Не вопрос! Каждое число ряда записывается в виде буквы. Для обозначения арифметической прогрессии используется, как правило, буква a. Номер члена указывается индексом внизу справа. Члены пишем через запятую (или точку с запятой), вот так:

Прогрессии бывают конечные и бесконечные.

Записать конечную прогрессию через ряд можно вот так, все члены и точка в конце:

Или так, если членов много:

В краткой записи придётся дополнительно указывать количество членов. Например (для двадцати членов), вот так:

Бесконечную прогрессию можно узнать по многоточию в конце ряда, как в примерах этого урока.

Теперь уже можно порешать задания. Задания несложные, чисто для понимания смысла арифметической прогрессии.

Примеры заданий по арифметической прогрессии.

Разберём подробненько задание, что приведено выше:

Легко можно посчитать, например, a3. Мы знаем (по смыслу арифметической прогрессии), что a3 больше a2 на величину d. Стало быть:

Ну и дальше, по накатанной колее:

Так, члены с третьего по шестой вычислили. Получился такой ряд:

Остаётся найти первый член a1 по известному второму. Это шаг в другую сторону, влево.) Значит, разность арифметической прогрессии d надо не прибавить к a2, а отнять:

Вот и все дела. Ответ задания:

Попутно замечу, что это задание мы решали рекуррентным способом. Это страшное слово означает, всего лишь, поиск члена прогрессии по предыдущему (соседнему) числу. Другие способы работы с прогрессией мы рассмотрим далее.

Из этого несложного задания можно сделать один важный вывод.

Если нам известен хотя бы один член и разность арифметической прогрессии, мы можем найти любой член этой прогрессии.

Запомнили? Этот несложный вывод позволяет решать большинство задач школьного курса по этой теме. Все задачи крутятся вокруг трёх главных параметров: член арифметической прогрессии, разность прогрессии, номер члена прогрессии. Всё.

Для примера рассмотрим некоторые популярные задания по этой теме.

2. Запишите конечную арифметическую прогрессию в виде ряда, если n=5, d = 0,4, и a1 = 3,6.

Здесь всё просто. Всё уже дано. Нужно вспомнить, как считаются члены арифметической прогрессии, посчитать, да и записать. Желательно не пропустить слова в условии задания: «конечную» и «n=5«. Чтобы не считать до полного посинения.) В этой прогрессии всего 5 (пять) членов:

Остаётся записать ответ:

3. Определите, будет ли число 7 членом арифметической прогрессии (an), если a1 = 4,1; d = 1,2.

Хм. Кто ж его знает? Как определить-то?

Как-как. Да записать прогрессию в виде ряда и посмотреть, будет там семёрка, или нет! Считаем:

Так, стоит считать дальше, или нет, как думаете?) Разумеется, нет! Запишем в виде ряда:

Сейчас чётко видно, что семёрку мы просто проскочили между 6,5 и 7,7! Не попала семёрка в наш ряд чисел, и, значит, семёрка не будет членом заданной прогрессии.

А вот задачка на основе реального варианта ГИА:

4. Выписано несколько последовательных членов арифметической прогрессии:

Найдите член прогрессии, обозначенный буквой х.

Здесь записан ряд без конца и начала. Нет ни номеров членов, ни разности d. Ничего страшного. Для решения задания достаточно понимать смысл арифметической прогрессии. Смотрим и соображаем, что можно узнать из этого ряда? Какие параметры из трёх главных?

Номера членов? Нет тут ни единого номера.

Остались сущие пустяки. Какое число будет предыдущим для икса? Пятнадцать. Значит, икс можно легко найти простым сложением. К 15 прибавить разность арифметической прогрессии:

Вот и всё. Ответ: х=12

6. Известно, что число 5,5 является членом арифметической прогрессии (an), где a1 = 1,6; d = 1,3. Определите номер n этого члена.

7. Известно, что в арифметической прогрессии a2 = 4; a5 = 15,1. Найдите a3.

8. Выписано несколько последовательных членов арифметической прогрессии:

Найдите член прогрессии, обозначенный буквой х.

9. Поезд начал движение от станции, равномерно увеличивая скорость на 30 метров в минуту. Какова будет скорость поезда через пять минут? Ответ дайте в км/час.

Ответы (в беспорядке): 7,7; 7,5; 9,5; 9; 0,3; 4.

Всё получилось? Замечательно! Можно осваивать арифметическую прогрессию на более высоком уровне, в следующих уроках.

Не всё получилось? Не беда. В Особом разделе 555 все эти задачки разобраны по косточкам.) И, конечно, описан простой практический приём, который сразу высвечивает решение подобных заданий чётко, ясно, как на ладони!

В этом уроке мы рассмотрели элементарный смысл арифметической прогрессии и её основные параметры. Этого достаточно для решения практически всех задач на эту тему. Прибавляй d к числам, пиши ряд, всё и решится.

Решение «на пальцах» хорошо подходит для очень коротких кусочков ряда, как в примерах этого урока. Если ряд подлиннее, вычисления усложняются. Например, если в задачке 9 в вопросе заменить «пять минут» на «тридцать пять минут», задачка станет существенно злее.)

А ещё бывают задания простые по сути, но несусветные по вычислениям, например:

Дана арифметическая прогрессия (an). Найти a121, если a1=3, а d=1/6.

И что, будем много-много раз прибавлять по 1/6?! Это же убиться можно!?

Можно.) Если не знать простую формулу, по которой решать подобные задания можно за минуту. Эта формула будет в следующем уроке. И задачка эта там решена. За минуту.)

Если Вам нравится этот сайт.

Кстати, у меня есть ещё парочка интересных сайтов для Вас.)

А вот здесь можно познакомиться с функциями и производными.

Источник

admin
Делаю сам
Adblock
detector