Progressão aritmética com diferença 1. Como encontrar a diferença de uma progressão aritmética

Ao estudar álgebra no ensino médio (9º ano), um dos tópicos importantes é o estudo das sequências numéricas, que incluem progressões - geométricas e aritméticas. Neste artigo veremos uma progressão aritmética e exemplos com soluções.

O que é uma progressão aritmética?

Para entender isso, é necessário definir a progressão em questão, bem como fornecer as fórmulas básicas que serão utilizadas posteriormente na resolução de problemas.

Aritmética ou é um conjunto de números racionais ordenados, cada membro difere do anterior por algum valor constante. Este valor é chamado de diferença. Ou seja, conhecendo qualquer membro de uma série ordenada de números e a diferença, você pode restaurar toda a progressão aritmética.

Vamos dar um exemplo. A seguinte sequência de números será uma progressão aritmética: 4, 8, 12, 16, ..., pois a diferença neste caso é 4 (8 - 4 = 12 - 8 = 16 - 12). Mas o conjunto dos números 3, 5, 8, 12, 17 não pode mais ser atribuído ao tipo de progressão em consideração, pois a diferença para ele não é um valor constante (5 - 3 ≠ 8 - 5 ≠ 12 - 8 ≠ 17-12).

Fórmulas importantes

Apresentamos agora as fórmulas básicas que serão necessárias para resolver problemas usando progressão aritmética. Vamos denotar pelo símbolo a n enésimo termo sequências onde n é um número inteiro. Nós denotamos a diferença Letra latina d. Então as seguintes expressões são válidas:

Para determinar o valor do enésimo termo, a seguinte fórmula é adequada: a n = (n-1)*d+a 1 .
Para determinar a soma dos primeiros n termos: S n = (a n +a 1)*n/2.

Para compreender quaisquer exemplos de progressão aritmética com soluções no 9º ano, basta lembrar estas duas fórmulas, uma vez que quaisquer problemas do tipo em consideração são baseados na sua utilização. Você também deve lembrar que a diferença de progressão é determinada pela fórmula: d = a n - a n-1.

Exemplo #1: encontrar um membro desconhecido

Vamos dar um exemplo simples de progressão aritmética e as fórmulas que precisam ser usadas para resolvê-la.

Seja dada a sequência 10, 8, 6, 4, ..., você precisa encontrar cinco termos nela.

Das condições do problema já se segue que os primeiros 4 termos são conhecidos. O quinto pode ser definido de duas maneiras:

Vamos primeiro calcular a diferença. Temos: d = 8 - 10 = -2. Da mesma forma, você pode colocar quaisquer outros dois membros próximos um do outro. Por exemplo, d = 4 - 6 = -2. Como se sabe que d = a n - a n-1, então d = a 5 - a 4, do qual obtemos: a 5 = a 4 + d. Substituímos os valores conhecidos: a 5 = 4 + (-2) = 2.
O segundo método também requer conhecimento da diferença da progressão em questão, então primeiro você precisa determiná-la conforme mostrado acima (d = -2). Sabendo que o primeiro termo a 1 = 10, usamos a fórmula para o número n da sequência. Temos: a n = (n - 1) * d + a 1 = (n - 1) * (-2) + 10 = 12 - 2*n. Substituindo n = 5 na última expressão, obtemos: a 5 = 12-2 * 5 = 2.

Como você pode ver, ambas as soluções levaram ao mesmo resultado. Observe que neste exemplo a diferença de progressão d é um valor negativo. Essas sequências são chamadas decrescentes, pois cada termo seguinte é menor que o anterior.

Exemplo #2: diferença de progressão

Agora vamos complicar um pouco o problema, dar um exemplo de como encontrar a diferença de uma progressão aritmética.

Sabe-se que em alguma progressão algébrica o 1º termo é igual a 6, e o 7º termo é igual a 18. É necessário encontrar a diferença e restaurar esta sequência ao 7º termo.

Vamos usar a fórmula para determinar o termo desconhecido: a n = (n - 1) * d + a 1 . Vamos substituir nele os dados conhecidos da condição, ou seja, os números a 1 e a 7, temos: 18 = 6 + 6 * d. A partir desta expressão você pode calcular facilmente a diferença: d = (18 - 6) /6 = 2. Assim, respondemos à primeira parte do problema.

Para restaurar a sequência ao 7º termo, você deve usar a definição progressão algébrica, ou seja, a 2 = a 1 + d, a 3 = a 2 + d e assim por diante. Como resultado, restauramos toda a sequência: a 1 = 6, a 2 = 6 + 2=8, a 3 = 8 + 2 = 10, a 4 = 10 + 2 = 12, a 5 = 12 + 2 = 14 , a 6 = 14 + 2 = 16, a 7 = 18.

Exemplo nº 3: traçando uma progressão

Vamos complicar ainda mais o problema. Agora precisamos responder à questão de como determinar uma progressão aritmética. O seguinte exemplo pode ser dado: são dados dois números, por exemplo - 4 e 5. É necessário criar uma progressão algébrica para que mais três termos sejam colocados entre eles.

Antes de começar a resolver este problema, você precisa entender que lugar os números fornecidos ocuparão na progressão futura. Como haverá mais três termos entre eles, então 1 = -4 e 5 = 5. Estabelecido isso, passamos ao problema, que é semelhante ao anterior. Novamente, para o enésimo termo usamos a fórmula, obtemos: a 5 = a 1 + 4 * d. De: d = (a 5 - a 1)/4 = (5 - (-4)) / 4 = 2,25. O que temos aqui não é um valor inteiro da diferença, mas é número racional, então as fórmulas para a progressão algébrica permanecem as mesmas.

Agora vamos adicionar a diferença encontrada a 1 e restaurar os termos que faltam na progressão. Obtemos: a 1 = - 4, a 2 = - 4 + 2,25 = - 1,75, a 3 = -1,75 + 2,25 = 0,5, a 4 = 0,5 + 2,25 = 2,75, a 5 = 2,75 + 2,25 = 5, que coincidiu com as condições do problema.

Exemplo nº 4: primeiro termo de progressão

Continuaremos a dar exemplos de progressão aritmética com soluções. Em todos os problemas anteriores, o primeiro número da progressão algébrica era conhecido. Agora vamos considerar um problema de um tipo diferente: sejam dados dois números, onde 15 = 50 e 43 = 37. É necessário descobrir com qual número essa sequência começa.

As fórmulas usadas até agora assumem o conhecimento de a 1 e d. Na definição do problema, nada se sabe sobre esses números. No entanto, escreveremos expressões para cada termo sobre o qual há informação disponível: a 15 = a 1 + 14 * d e a 43 = a 1 + 42 * d. Recebemos duas equações nas quais existem 2 quantidades desconhecidas (a 1 ed). Isso significa que o problema se reduz a resolver um sistema de equações lineares.

A maneira mais fácil de resolver este sistema é expressar 1 em cada equação e depois comparar as expressões resultantes. Primeira equação: a 1 = a 15 - 14 * d = 50 - 14 * d; segunda equação: a 1 = a 43 - 42 * d = 37 - 42 * d. Equacionando essas expressões, obtemos: 50 - 14 * d = 37 - 42 * d, daí a diferença d = (37 - 50) / (42 - 14) = - 0,464 (apenas 3 casas decimais são fornecidas).

Conhecendo d, você pode usar qualquer uma das 2 expressões acima para 1. Por exemplo, primeiro: a 1 = 50 - 14 * d = 50 - 14 * (- 0,464) = 56,496.

Se tiver dúvidas sobre o resultado obtido, você pode verificá-lo, por exemplo, determinando o 43º termo da progressão, que está especificado na condição. Obtemos: a 43 = a 1 + 42 * d = 56,496 + 42 * (- 0,464) = 37,008. O pequeno erro se deve ao fato de ter sido utilizado arredondamento para milésimos nos cálculos.

Exemplo nº 5: valor

Agora vejamos vários exemplos com soluções para a soma de uma progressão aritmética.

Seja dada uma progressão numérica da seguinte forma: 1, 2, 3, 4, ...,. Como calcular a soma de 100 desses números?

Graças ao desenvolvimento da tecnologia informática, é possível resolver este problema, ou seja, somar todos os números sequencialmente, o que o computador fará assim que uma pessoa pressionar a tecla Enter. Porém, o problema pode ser resolvido mentalmente se você prestar atenção que a série de números apresentada é uma progressão algébrica, e sua diferença é igual a 1. Aplicando a fórmula da soma, obtemos: S n = n * (a 1 + a n) / 2 = 100 * (1 + 100) / 2 = 5050.

É interessante notar que este problema é denominado “Gaussiano” porque no início do século XVIII o famoso alemão, ainda com apenas 10 anos, conseguiu resolvê-lo de cabeça em poucos segundos. O menino não conhecia a fórmula da soma de uma progressão algébrica, mas percebeu que se você somar os números no final da sequência aos pares, sempre obtém o mesmo resultado, ou seja, 1 + 100 = 2 + 99 = 3 + 98 = ..., e como essas somas serão exatamente 50 (100/2), então para obter a resposta correta basta multiplicar 50 por 101.

Exemplo nº 6: soma dos termos de n a m

Outro exemplo típico de soma de uma progressão aritmética é o seguinte: dada uma série de números: 3, 7, 11, 15, ..., você precisa descobrir a que será igual a soma de seus termos de 8 a 14 .

O problema é resolvido de duas maneiras. O primeiro deles envolve encontrar termos desconhecidos de 8 a 14 e depois somá-los sequencialmente. Como existem poucos termos, esse método não exige muita mão-de-obra. No entanto, propõe-se resolver este problema através de um segundo método, mais universal.

A ideia é obter uma fórmula para a soma da progressão algébrica entre os termos m e n, onde n > m são inteiros. Para ambos os casos, escrevemos duas expressões para a soma:

S m = m * (a m + a 1) / 2.
S n = n * (a n + a 1) / 2.

Como n > m, é óbvio que a 2ª soma inclui a primeira. A última conclusão significa que se tomarmos a diferença entre essas somas e adicionarmos a ela o termo a m (no caso de tomar a diferença, ela é subtraída da soma S n), obteremos a resposta necessária ao problema. Temos: S mn = S n - S m + a m =n * (a 1 + a n) / 2 - m *(a 1 + a m)/2 + a m = a 1 * (n - m) / 2 + a n * n/2 + a m * (1-m/2). É necessário substituir fórmulas para a n e a m nesta expressão. Então obtemos: S mn = a 1 * (n - m) / 2 + n * (a 1 + (n - 1) * d) / 2 + (a 1 + (m - 1) * d) * (1 - m / 2) = a 1 * (n - m + 1) + d * n * (n - 1) / 2 + d *(3 * m - m 2 - 2) / 2.

A fórmula resultante é um tanto complicada, entretanto, a soma S mn depende apenas de n, m, a 1 e d. No nosso caso, a 1 = 3, d = 4, n = 14, m = 8. Substituindo esses números, obtemos: S mn = 301.

Como pode ser visto nas soluções acima, todos os problemas são baseados no conhecimento da expressão do enésimo termo e da fórmula da soma do conjunto dos primeiros termos. Antes de começar a resolver qualquer um desses problemas, é recomendável que você leia atentamente a condição, entenda claramente o que precisa encontrar e só então prossiga com a solução.

Outra dica é buscar a simplicidade, ou seja, se você consegue responder uma pergunta sem usar cálculos matemáticos complexos, então é preciso fazer exatamente isso, pois nesse caso a probabilidade de errar é menor. Por exemplo, no exemplo de uma progressão aritmética com solução nº 6, pode-se parar na fórmula S mn = n * (a 1 + a n) / 2 - m * (a 1 + a m) / 2 + a m, e divida o problema geral em subtarefas separadas (neste caso, primeiro encontre os termos a n e a m).

Caso tenha dúvidas sobre o resultado obtido, recomenda-se verificá-lo, como foi feito em alguns dos exemplos dados. Descobrimos como determinar uma progressão aritmética. Se você descobrir, não é tão difícil.

Primeiro nível

Progressão aritmética. Teoria detalhada com exemplos (2019)

Sequência numérica

Então, vamos sentar e começar a escrever alguns números. Por exemplo:
Você pode escrever qualquer número e pode haver quantos quiser (no nosso caso, existem). Não importa quantos números escrevemos, sempre podemos dizer qual é o primeiro, qual é o segundo e assim sucessivamente até o último, ou seja, podemos numerá-los. Este é um exemplo de sequência numérica:

Sequência numérica
Por exemplo, para nossa sequência:

O número atribuído é específico para apenas um número na sequência. Em outras palavras, não há três segundos números na sequência. O segundo número (como o décimo número) é sempre o mesmo.
O número com número é chamado de décimo termo da sequência.

Normalmente chamamos a sequência inteira por alguma letra (por exemplo,), e cada membro desta sequência é a mesma letra com um índice igual ao número deste membro: .

No nosso caso:

Digamos que temos uma sequência numérica em que a diferença entre números adjacentes é a mesma e igual.
Por exemplo:

etc.
Essa sequência numérica é chamada de progressão aritmética.
O termo "progressão" foi introduzido pelo autor romano Boécio no século VI e foi entendido num sentido mais amplo como uma sequência numérica infinita. O nome "aritmética" foi transferido da teoria das proporções contínuas, que foi estudada pelos antigos gregos.

Esta é uma sequência numérica, cada membro da qual é igual ao anterior adicionado ao mesmo número. Este número é chamado de diferença de uma progressão aritmética e é designado.

Tente determinar quais sequências numéricas são uma progressão aritmética e quais não são:

a)
b)
c)
e)

Entendi? Vamos comparar nossas respostas:
É progressão aritmética - b, c.
Não é progressão aritmética - a, d.

Vamos voltar à progressão dada () e tentar encontrar o valor do seu décimo termo. Existe dois maneira de encontrá-lo.

1. Método

Podemos adicionar o número da progressão ao valor anterior até atingirmos o décimo termo da progressão. É bom que não tenhamos muito para resumir – apenas três valores:

Assim, o décimo termo da progressão aritmética descrita é igual a.

2. Método

E se precisássemos encontrar o valor do décimo termo da progressão? O somatório levaria mais de uma hora, e não é fato que não cometeríamos erros na soma dos números.
É claro que os matemáticos descobriram uma forma em que não é necessário adicionar a diferença de uma progressão aritmética ao valor anterior. Dê uma olhada mais de perto na imagem desenhada... Certamente você já notou um certo padrão, a saber:

Por exemplo, vamos ver em que consiste o valor do décimo termo desta progressão aritmética:

Em outras palavras:

Tente encontrar você mesmo o valor de um membro de uma determinada progressão aritmética dessa maneira.

Você calculou? Compare suas anotações com a resposta:

Observe que você obteve exatamente o mesmo número do método anterior, quando adicionamos sequencialmente os termos da progressão aritmética ao valor anterior.
Vamos tentar “despersonalizar” esta fórmula – vamos trazê-la para Forma geral e obtemos:

Equação de progressão aritmética.

As progressões aritméticas podem ser crescentes ou decrescentes.

Aumentando- progressões em que cada valor subsequente dos termos é maior que o anterior.
Por exemplo:

descendente- progressões em que cada valor subsequente dos termos é menor que o anterior.
Por exemplo:

A fórmula derivada é usada no cálculo de termos crescentes e decrescentes de uma progressão aritmética.
Vamos verificar isso na prática.
Recebemos uma progressão aritmética que consiste nos seguintes números: Vamos verificar qual será o décimo número desta progressão aritmética se usarmos nossa fórmula para calculá-la:

Desde então:

Assim, estamos convencidos de que a fórmula opera tanto na progressão aritmética decrescente quanto na crescente.
Tente encontrar você mesmo o décimo e o quinto termos dessa progressão aritmética.

Vamos comparar os resultados:

Propriedade de progressão aritmética

Vamos complicar o problema - derivaremos a propriedade da progressão aritmética.
Digamos que nos seja dada a seguinte condição:
- progressão aritmética, encontre o valor.
Calma, você diz e começa a contar de acordo com a fórmula que você já conhece:

Vamos, ah, então:

Absolutamente certo. Acontece que primeiro encontramos, depois adicionamos ao primeiro número e obtemos o que procuramos. Se a progressão for representada por valores pequenos, então não há nada de complicado nisso, mas e se recebermos números na condição? Concordo, existe a possibilidade de cometer erros nos cálculos.
Agora pense se é possível resolver esse problema em uma etapa usando qualquer fórmula? Claro que sim, e é isso que tentaremos trazer agora.

Vamos denotar o termo requerido da progressão aritmética como, a fórmula para encontrá-lo é conhecida por nós - esta é a mesma fórmula que derivamos no início:
, Então:

o termo anterior da progressão é:
o próximo termo da progressão é:

Vamos resumir os termos anteriores e subsequentes da progressão:

Acontece que a soma dos termos anteriores e subsequentes da progressão é o dobro do valor do termo da progressão localizado entre eles. Em outras palavras, para encontrar o valor de um termo de progressão com valores anteriores e sucessivos conhecidos, é necessário adicioná-los e dividir por.

Isso mesmo, temos o mesmo número. Vamos garantir o material. Calcule você mesmo o valor da progressão, não é nada difícil.

Bom trabalho! Você sabe quase tudo sobre progressão! Resta descobrir apenas uma fórmula que, segundo a lenda, foi facilmente deduzida por um dos maiores matemáticos de todos os tempos, o “rei dos matemáticos” - Karl Gauss...

Quando Carl Gauss tinha 9 anos, um professor, ocupado verificando o trabalho dos alunos de outras turmas, atribuiu a seguinte tarefa em sala de aula: “Calcular a soma de todos os números naturais de até (de acordo com outras fontes até) inclusive”. Imagine a surpresa do professor quando um de seus alunos (Karl Gauss) um minuto depois deu a resposta correta à tarefa, enquanto a maioria dos colegas do temerário, após longos cálculos, obtiveram o resultado errado...

O jovem Carl Gauss notou um certo padrão que você também pode notar facilmente.
Digamos que temos uma progressão aritmética que consiste em -ésimos termos: Precisamos encontrar a soma desses termos da progressão aritmética. Claro, podemos somar manualmente todos os valores, mas e se a tarefa exigir encontrar a soma dos seus termos, como Gauss estava procurando?

Vamos descrever a progressão que nos foi dada. Observe mais de perto os números destacados e tente realizar várias operações matemáticas com eles.

Tentaste? O que você percebeu? Certo! Suas somas são iguais

Agora diga-me, quantos pares existem no total na progressão que nos foi dada? Claro, exatamente metade de todos os números.
Com base no fato de que a soma de dois termos de uma progressão aritmética é igual e os pares semelhantes são iguais, obtemos que a soma total é igual a:
.
Assim, a fórmula para a soma dos primeiros termos de qualquer progressão aritmética será:

Em alguns problemas não conhecemos o termo, mas sabemos a diferença da progressão. Tente substituir a fórmula do décimo termo na fórmula da soma.
O que você conseguiu?

Bom trabalho! Agora voltemos ao problema que foi proposto a Carl Gauss: calcule você mesmo a que é igual a soma dos números começando com o th e a soma dos números começando com o th.

Quanto você conseguiu?
Gauss descobriu que a soma dos termos é igual, e a soma dos termos. Foi isso que você decidiu?

Na verdade, a fórmula para a soma dos termos de uma progressão aritmética foi comprovada pelo antigo cientista grego Diofanto no século III e, ao longo desse tempo, pessoas espirituosas fizeram pleno uso das propriedades da progressão aritmética.
Por exemplo, imagine Antigo Egito e o maior projeto de construção da época - a construção de uma pirâmide... A imagem mostra um lado dela.

Onde está a progressão aqui, você diz? Observe com atenção e encontre um padrão no número de blocos de areia em cada linha da parede da pirâmide.

Por que não uma progressão aritmética? Calcule quantos blocos são necessários para construir uma parede se os tijolos forem colocados na base. Espero que você não conte enquanto move o dedo pelo monitor. Lembra-se da última fórmula e de tudo o que dissemos sobre progressão aritmética?

Neste caso, a progressão fica assim: .
Diferença de progressão aritmética.
O número de termos de uma progressão aritmética.
Vamos substituir nossos dados nas últimas fórmulas (calcular o número de blocos de 2 maneiras).

Método 1.

Método 2.

E agora você pode calcular no monitor: compare os valores obtidos com a quantidade de blocos que estão em nossa pirâmide. Entendi? Muito bem, você dominou a soma dos enésimos termos de uma progressão aritmética.
Claro, você não pode construir uma pirâmide com blocos na base, mas com? Tente calcular quantos tijolos de areia são necessários para construir uma parede com esta condição.
Você conseguiu?
A resposta correta é blocos:

Treinamento

Tarefas:

Masha está ficando em forma para o verão. Todos os dias ela aumenta o número de agachamentos. Quantas vezes Masha fará agachamentos em uma semana se ela fez agachamentos no primeiro treino?
Qual é a soma de todos os números ímpares contidos em.
Ao armazenar logs, os registradores os empilham de forma que cada camada superior contém um log a menos que o anterior. Quantas toras tem uma alvenaria, se a base da alvenaria são toras?

Respostas:

Vamos definir os parâmetros da progressão aritmética. Nesse caso
(semanas = dias).
Responder: Em duas semanas, Masha deverá fazer agachamentos uma vez por dia.
Primeiro número ímpar, último número.
Diferença de progressão aritmética.
O número de números ímpares é a metade, porém, vamos verificar esse fato usando a fórmula para encontrar o décimo termo de uma progressão aritmética:
Os números contêm números ímpares.
Vamos substituir os dados disponíveis na fórmula:
Responder: A soma de todos os números ímpares contidos em é igual.
Vamos lembrar o problema das pirâmides. Para o nosso caso, a , como cada camada superior é reduzida em um log, então no total há um monte de camadas, isto é.
Vamos substituir os dados na fórmula:
Responder: Existem toras na alvenaria.

Vamos resumir

- uma sequência numérica em que a diferença entre números adjacentes é a mesma e igual. Pode ser crescente ou decrescente.
Fórmula de descoberta O décimo termo de uma progressão aritmética é escrito pela fórmula - , onde é o número de números na progressão.
Propriedade dos membros de uma progressão aritmética- - onde está o número de números em progressão.
A soma dos termos de uma progressão aritmética pode ser encontrado de duas maneiras:

, onde está o número de valores.

PROGRESSÃO ARITMÉTICA. NÍVEL MÉDIO

Sequência numérica

Vamos sentar e começar a escrever alguns números. Por exemplo:

Você pode escrever qualquer número e pode haver quantos quiser. Mas sempre podemos dizer qual é o primeiro, qual é o segundo, e assim por diante, ou seja, podemos numerá-los. Este é um exemplo de sequência numérica.

Sequência numéricaé um conjunto de números, cada um dos quais pode receber um número exclusivo.

Em outras palavras, cada número pode estar associado a um determinado número natural e a um único. E não atribuiremos este número a nenhum outro número deste conjunto.

O número com número é chamado de décimo membro da sequência.

Normalmente chamamos a sequência inteira por alguma letra (por exemplo,), e cada membro desta sequência é a mesma letra com um índice igual ao número deste membro: .

É muito conveniente que o décimo termo da sequência possa ser especificado por alguma fórmula. Por exemplo, a fórmula

define a sequência:

E a fórmula é a seguinte sequência:

Por exemplo, uma progressão aritmética é uma sequência (o primeiro termo aqui é igual e a diferença é). Ou (, diferença).

fórmula do enésimo termo

Chamamos de recorrente uma fórmula em que, para descobrir o décimo termo, é necessário conhecer o anterior ou vários anteriores:

Para encontrar, por exemplo, o décimo termo da progressão utilizando esta fórmula, teremos que calcular os nove anteriores. Por exemplo, deixe. Então:

Bem, está claro agora qual é a fórmula?

Em cada linha adicionamos, multiplicado por algum número. Qual deles? Muito simples: este é o número do membro atual menos:

Muito mais conveniente agora, certo? Nós verificamos:

Decida por si mesmo:

Em uma progressão aritmética, encontre a fórmula para o enésimo termo e encontre o centésimo termo.

Solução:

O primeiro termo é igual. Qual é a diferença? Aqui está o que:

(É por isso que se chama diferença porque é igual à diferença dos termos sucessivos da progressão).

Então, a fórmula:

Então o centésimo termo é igual a:

Qual é a soma de todos os números naturais de até?

Segundo a lenda, o grande matemático Carl Gauss, aos 9 anos, calculou esse valor em poucos minutos. Ele percebeu que a soma do primeiro e do último número é igual, a soma do segundo e do penúltimo é a mesma, a soma do terceiro e do terceiro a partir do final é a mesma, e assim por diante. Quantos desses pares existem no total? Isso mesmo, exatamente metade do número de todos os números. Então,

A fórmula geral para a soma dos primeiros termos de qualquer progressão aritmética será:

Exemplo:
Encontre a soma de todos os múltiplos de dois dígitos.

Solução:

O primeiro desses números é este. Cada número subsequente é obtido somando-se ao número anterior. Assim, os números que nos interessam formam uma progressão aritmética com o primeiro termo e a diferença.

Fórmula do décimo termo para esta progressão:

Quantos termos existem na progressão se todos eles tiverem que ter dois dígitos?

Muito fácil: .

O último termo da progressão será igual. Então a soma:

Responder: .

Agora decida por si mesmo:

Todos os dias o atleta corre mais metros que no dia anterior. Quantos quilômetros no total ele correrá em uma semana se tiver corrido km m no primeiro dia?
Um ciclista percorre mais quilômetros todos os dias do que no dia anterior. No primeiro dia ele percorreu km. Quantos dias ele precisa viajar para percorrer um quilômetro? Quantos quilômetros ele percorrerá no último dia de viagem?
O preço de uma geladeira em uma loja diminui na mesma proporção a cada ano. Determine quanto o preço de uma geladeira diminuiu a cada ano se, colocado à venda por rublos, seis anos depois foi vendido por rublos.

Respostas:

O mais importante aqui é reconhecer a progressão aritmética e determinar seus parâmetros. Neste caso, (semanas = dias). Você precisa determinar a soma dos primeiros termos desta progressão:
.
Responder:
Aqui é dado: , deve ser encontrado.
Obviamente, você precisa usar a mesma fórmula de soma do problema anterior:
.
Substitua os valores:
A raiz obviamente não cabe, então a resposta é.
Vamos calcular o caminho percorrido no último dia usando a fórmula do décimo termo:
(km).
Responder:
Dado: . Encontrar: .
Não poderia ser mais simples:
(esfregar).
Responder:

PROGRESSÃO ARITMÉTICA. BREVEMENTE SOBRE AS COISAS PRINCIPAIS

Esta é uma sequência numérica em que a diferença entre números adjacentes é a mesma e igual.

A progressão aritmética pode ser crescente () e decrescente ().

Por exemplo:

Fórmula para encontrar o enésimo termo de uma progressão aritmética

é escrito pela fórmula, onde é o número de números em progressão.

Propriedade dos membros de uma progressão aritmética

Ele permite que você encontre facilmente o termo de uma progressão se seus termos vizinhos forem conhecidos - onde está o número de números na progressão.

Soma dos termos de uma progressão aritmética

Existem duas maneiras de encontrar o valor:

Onde está o número de valores.

Se para todo número natural n corresponder a um número real um , então eles dizem que é dado sequência numérica :

a 1 , a 2 , a 3 , . . . , um , . . . .

Portanto, a sequência numérica é uma função do argumento natural.

Número a 1 chamado primeiro termo da sequência , número a 2 — segundo termo da sequência , número a 3 — terceiro e assim por diante. Número um chamado enésimo termo sequências , e um número natural n — o número dele .

De dois membros adjacentes um E um +1 membro da sequência um +1 chamado subseqüente (em direção a um ), A um — anterior (em direção a um +1 ).

Para definir uma sequência, você precisa especificar um método que permita encontrar um membro da sequência com qualquer número.

Muitas vezes a sequência é especificada usando fórmulas do enésimo termo , ou seja, uma fórmula que permite determinar um membro de uma sequência por seu número.

Por exemplo,

uma sequência de números ímpares positivos pode ser dada pela fórmula

um= 2n- 1,

e a sequência de alternância 1 E -1 - Fórmula

b n = (-1)n +1 . ◄

A sequência pode ser determinada fórmula recorrente, isto é, uma fórmula que expressa qualquer membro da sequência, começando com alguns, até os membros anteriores (um ou mais).

Por exemplo,

Se a 1 = 1 , A um +1 = um + 5

a 1 = 1,

a 2 = a 1 + 5 = 1 + 5 = 6,

a 3 = a 2 + 5 = 6 + 5 = 11,

a 4 = a 3 + 5 = 11 + 5 = 16,

a 5 = a 4 + 5 = 16 + 5 = 21.

Se um 1= 1, um 2 = 1, um +2 = um + um +1 , então os primeiros sete termos da sequência numérica são estabelecidos da seguinte forma:

um 1 = 1,

um 2 = 1,

um 3 = um 1 + um 2 = 1 + 1 = 2,

um 4 = um 2 + um 3 = 1 + 2 = 3,

um 5 = um 3 + um 4 = 2 + 3 = 5,

a 6 = a 4 + a 5 = 3 + 5 = 8,

a 7 = a 5 + a 6 = 5 + 8 = 13. ◄

As sequências podem ser final E sem fim .

A sequência é chamada final , se tiver um número finito de membros. A sequência é chamada sem fim , se tiver um número infinito de membros.

Por exemplo,

sequência de números naturais de dois dígitos:

10, 11, 12, 13, . . . , 98, 99

final.

Sequência de números primos:

2, 3, 5, 7, 11, 13, . . .

sem fim. ◄

A sequência é chamada aumentando , se cada um de seus membros, a partir do segundo, for maior que o anterior.

A sequência é chamada diminuindo , se cada um de seus membros, a partir do segundo, for menor que o anterior.

Por exemplo,

2, 4, 6, 8, . . . , 2n, . . . — sequência crescente;

1, 1 / 2 , 1 / 3 , 1 / 4 , . . . , 1 /n, . . . — sequência decrescente. ◄

Uma sequência cujos elementos não diminuem à medida que o número aumenta, ou, inversamente, não aumentam, é chamada sequência monótona .

As sequências monotônicas, em particular, são sequências crescentes e sequências decrescentes.

Progressão aritmética

Progressão aritmética é uma sequência em que cada membro, a partir do segundo, é igual ao anterior, ao qual se soma o mesmo número.

a 1 , a 2 , a 3 , . . . , um, . . .

é uma progressão aritmética se para qualquer número natural n a condição é atendida:

um +1 = um + d,

Onde d - um certo número.

Assim, a diferença entre os termos subsequentes e anteriores de uma determinada progressão aritmética é sempre constante:

um 2 - a 1 = um 3 - a 2 = . . . = um +1 - um = d.

Número d chamado diferença de progressão aritmética.

Para definir uma progressão aritmética, basta indicar seu primeiro termo e sua diferença.

Por exemplo,

Se a 1 = 3, d = 4 , então encontramos os primeiros cinco termos da sequência da seguinte forma:

um 1 =3,

um 2 = um 1 + d = 3 + 4 = 7,

um 3 = um 2 + d= 7 + 4 = 11,

um 4 = um 3 + d= 11 + 4 = 15,

a 5 = a 4 + d= 15 + 4 = 19. ◄

Para uma progressão aritmética com o primeiro termo a 1 e a diferença d dela n

um = um 1 + (n- 1)d.

Por exemplo,

encontre o trigésimo termo da progressão aritmética

1, 4, 7, 10, . . .

um 1 =1, d = 3,

um 30 = um 1 + (30 - 1)d = 1 + 29· 3 = 88. ◄

um n-1 = um 1 + (n- 2)d,

um= um 1 + (n- 1)d,

um +1 = a 1 + e,

então obviamente

um=	um n-1 + um n+1
	2

Cada membro de uma progressão aritmética, começando pelo segundo, é igual à média aritmética dos membros anteriores e subsequentes.

os números a, b e c são termos sucessivos de alguma progressão aritmética se e somente se um deles for igual à média aritmética dos outros dois.

Por exemplo,

um = 2n- 7 , é uma progressão aritmética.

Vamos usar a afirmação acima. Nós temos:

um = 2n- 7,

um n-1 = 2(n- 1) - 7 = 2n- 9,

umn+1 = 2(n+ 1) - 7 = 2n- 5.

Por isso,

umn+1 + umn-1	=	2n- 5 + 2n- 9	= 2n- 7 = um,
2		2

◄

Observe que n O décimo termo de uma progressão aritmética pode ser encontrado não apenas através a 1 , mas também qualquer anterior um k

um = um k + (n- k)d.

Por exemplo,

Para a 5 pode ser escrito

um 5 = um 1 + 4d,

um 5 = um 2 + 3d,

um 5 = um 3 + 2d,

um 5 = um 4 + d. ◄

um = um n-k + kd,

um = um n + k - kd,

então obviamente

um=	a n-k + um n + k
	2

qualquer membro de uma progressão aritmética, a partir do segundo, é igual à metade da soma dos membros igualmente espaçados desta progressão aritmética.

Além disso, para qualquer progressão aritmética, vale a seguinte igualdade:

a m + a n = a k + a l,

m + n = k + eu.

Por exemplo,

em progressão aritmética

1) a 10 = 28 = (25 + 31)/2 = (a 9 + a 11 )/2;

2) 28 = um 10 = um 3 + 7d= 7 + 7 3 = 7 + 21 = 28;

3) um 10= 28 = (19 + 37)/2 = (um 7 + um 13)/2;

4) um 2 + um 12 = um 5 + um 9, porque

um 2 + um 12= 4 + 34 = 38,

um 5 + um 9 = 13 + 25 = 38. ◄

S n= um 1 + um 2 + um 3 + . . .+ um,

primeiro n termos de uma progressão aritmética é igual ao produto da metade da soma dos termos extremos e do número de termos:

A partir daqui, em particular, segue-se que se você precisar somar os termos

um k, um k +1 , . . . , um,

então a fórmula anterior mantém sua estrutura:

Por exemplo,

em progressão aritmética 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, 28, 31, 34, 37, . . .

S 10 = 1 + 4 + . . . + 28 = (1 + 28) · 10/2 = 145;

10 + 13 + 16 + 19 + 22 + 25 + 28 = S 10 - S 3 = (10 + 28 ) · (10 - 4 + 1)/2 = 133. ◄

Se uma progressão aritmética for dada, então as quantidades a 1 , um, d, n ES n conectado por duas fórmulas:

Portanto, se significados de três dessas quantidades são dadas, então os valores correspondentes das outras duas quantidades são determinados a partir dessas fórmulas, combinadas em um sistema de duas equações com duas incógnitas.

Uma progressão aritmética é uma sequência monotônica. Em que:

Se d > 0 , então está aumentando;
Se d < 0 , então está diminuindo;
Se d = 0 , então a sequência será estacionária.

Progressão geométrica

Progressão geométrica é uma sequência em que cada membro, a partir do segundo, é igual ao anterior multiplicado pelo mesmo número.

b 1 , b 2 , b 3 , . . . , b n, . . .

é uma progressão geométrica se para qualquer número natural n a condição é atendida:

b n +1 = b n · q,

Onde q ≠ 0 - um certo número.

Assim, a razão entre o termo subsequente de uma determinada progressão geométrica e o anterior é um número constante:

b 2 / b 1 = b 3 / b 2 = . . . = b n +1 / b n = q.

Número q chamado denominador da progressão geométrica.

Para definir uma progressão geométrica, basta indicar seu primeiro termo e denominador.

Por exemplo,

Se b 1 = 1, q = -3 , então encontramos os primeiros cinco termos da sequência da seguinte forma:

b1 = 1,

b2 = b1 · q = 1 · (-3) = -3,

b3 = b2 · q= -3 · (-3) = 9,

b4 = b3 · q= 9 · (-3) = -27,

b 5 = b 4 · q= -27 · (-3) = 81. ◄

b 1 e denominador q dela n O décimo termo pode ser encontrado usando a fórmula:

b n = b 1 · qn -1 .

Por exemplo,

encontre o sétimo termo da progressão geométrica 1, 2, 4, . . .

b 1 = 1, q = 2,

b 7 = b 1 · q 6 = 1 2 6 = 64. ◄

b n-1 = b1 · qn -2 ,

b n = b1 · qn -1 ,

b n +1 = b 1 · qn,

então obviamente

b n 2 = b n -1 · b n +1 ,

cada membro da progressão geométrica, a partir do segundo, é igual à média geométrica (proporcional) dos membros anteriores e subsequentes.

Como a recíproca também é verdadeira, vale a seguinte afirmação:

os números a, b e c são termos sucessivos de alguma progressão geométrica se e somente se o quadrado de um deles for igual ao produto dos outros dois, ou seja, um dos números é a média geométrica dos outros dois.

Por exemplo,

Vamos provar que a sequência dada pela fórmula b n= -3 2 n , é uma progressão geométrica. Vamos usar a afirmação acima. Nós temos:

b n= -3 2 n,

b n -1 = -3 2 n -1 ,

b n +1 = -3 2 n +1 .

Por isso,

b n 2 = (-3 2 n) 2 = (-3 2 n -1 ) · (-3 · 2 n +1 ) = b n -1 · b n +1 ,

o que prova a afirmação desejada. ◄

Observe que n O décimo termo de uma progressão geométrica pode ser encontrado não apenas através b 1 , mas também qualquer membro anterior bk , para o qual basta usar a fórmula

b n = bk · qn - k.

Por exemplo,

Para b 5 pode ser escrito

b5 = b1 · q 4 ,

b5 = b2 · q 3,

b5 = b3 · q 2,

b5 = b4 · q. ◄

b n = bk · qn - k,

b n = b n - k · qk,

então obviamente

b n 2 = b n - k· b n + k

o quadrado de qualquer termo de uma progressão geométrica, a partir do segundo, é igual ao produto dos termos desta progressão equidistantes dela.

Além disso, para qualquer progressão geométrica a igualdade é verdadeira:

bm· b n= bk· b eu,

eu+ n= k+ eu.

Por exemplo,

em progressão geométrica

1) b 6 2 = 32 2 = 1024 = 16 · 64 = b 5 · b 7 ;

2) 1024 = b 11 = b 6 · q 5 = 32 · 2 5 = 1024;

3) b 6 2 = 32 2 = 1024 = 8 · 128 = b 4 · b 8 ;

4) b 2 · b 7 = b 4 · b 5 , porque

b 2 · b 7 = 2 · 64 = 128,

b 4 · b 5 = 8 · 16 = 128. ◄

S n= b 1 + b 2 + b 3 + . . . + b n

primeiro n membros de uma progressão geométrica com denominador q ≠ 0 calculado pela fórmula:

E quando q = 1 - de acordo com a fórmula

S n= obs. 1

Observe que se você precisar somar os termos

bk, bk +1 , . . . , b n,

então a fórmula é usada:

S n- Sk -1 = bk + bk +1 + . . . + b n = bk ·	1 - qn - k +1	.
	1 - q

Por exemplo,

em progressão geométrica 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, . . .

S 10 = 1 + 2 + . . . + 512 = 1 · (1 - 2 10) / (1 - 2) = 1023;

64 + 128 + 256 + 512 = S 10 - S 6 = 64 · (1 - 2 10-7+1) / (1 - 2) = 960. ◄

Se uma progressão geométrica for dada, então as quantidades b 1 , b n, q, n E S n conectado por duas fórmulas:

Portanto, se os valores de quaisquer três dessas quantidades forem dados, os valores correspondentes das outras duas quantidades serão determinados a partir dessas fórmulas, combinadas em um sistema de duas equações com duas incógnitas.

Para uma progressão geométrica com o primeiro termo b 1 e denominador q acontece o seguinte propriedades de monotonicidade :

a progressão está aumentando se uma das seguintes condições for atendida:

b 1 > 0 E q> 1;

b 1 < 0 E 0 < q< 1;

A progressão está diminuindo se uma das seguintes condições for atendida:

b 1 > 0 E 0 < q< 1;

b 1 < 0 E q> 1.

Se q< 0 , então a progressão geométrica é alternada: seus termos com números ímpares têm o mesmo sinal do primeiro termo, e os termos com números pares têm sinal oposto. É claro que uma progressão geométrica alternada não é monotônica.

Produto do primeiro n termos de uma progressão geométrica podem ser calculados usando a fórmula:

P n= b1 · b2 · b3 · . . . · b n = (b1 · b n) n / 2 .

Por exemplo,

1 · 2 · 4 · 8 · 16 · 32 · 64 · 128 = (1 · 128) 8/2 = 128 4 = 268 435 456;

3 · 6 · 12 · 24 · 48 = (3 · 48) 5/2 = (144 1/2) 5 = 12 5 = 248 832.◄

Progressão geométrica infinitamente decrescente

Progressão geométrica infinitamente decrescente chamada de progressão geométrica infinita cujo módulo denominador é menor 1 , aquilo é

|q| < 1 .

Observe que uma progressão geométrica infinitamente decrescente pode não ser uma sequência decrescente. Combina com a ocasião

1 < q< 0 .

Com tal denominador, a sequência é alternada. Por exemplo,

1, - 1 / 2 , 1 / 4 , - 1 / 8 , . . . .

A soma de uma progressão geométrica infinitamente decrescente nomeie o número para o qual a soma dos primeiros se aproxima sem limite n membros de uma progressão com um aumento ilimitado no número n . Este número é sempre finito e é expresso pela fórmula

S= b 1 + b 2 + b 3 + . . . =	b 1	.
	1 - q

Por exemplo,

10 + 1 + 0,1 + 0,01 + . . . = 10 / (1 - 0,1) = 11 1 / 9 ,

10 - 1 + 0,1 - 0,01 + . . . = 10 / (1 + 0,1) = 9 1 / 11 . ◄

Relação entre progressões aritméticas e geométricas

As progressões aritméticas e geométricas estão intimamente relacionadas. Vejamos apenas dois exemplos.

a 1 , a 2 , a 3 , . . . d , Que

BA 1 , BA 2 , BA 3 , . . . bd .

Por exemplo,

1, 3, 5, . . . - progressão aritmética com diferença 2 E

7 1 , 7 3 , 7 5 , . . . - progressão geométrica com denominador 7 2 . ◄

b 1 , b 2 , b 3 , . . . - progressão geométrica com denominador q , Que

registrar a b 1, registrar a b 2, registrar a b 3, . . . - progressão aritmética com diferença registrar umq .

Por exemplo,

2, 12, 72, . . . - progressão geométrica com denominador 6 E

LG 2, LG 12, LG 72, . . . - progressão aritmética com diferença LG 6 . ◄

Algumas pessoas tratam a palavra “progressão” com cautela, como um termo muito complexo proveniente dos ramos da matemática superior. Enquanto isso, a progressão aritmética mais simples é o trabalho do taxímetro (onde ainda existem). E compreender a essência (e em matemática não há nada mais importante do que “compreender a essência”) de uma sequência aritmética não é tão difícil, tendo analisado alguns conceitos elementares.

Sequência numérica matemática

Uma sequência numérica é geralmente chamada de série de números, cada um com seu próprio número.

a 1 é o primeiro membro da sequência;

e 2 é o segundo termo da sequência;

e 7 é o sétimo membro da sequência;

e n é o enésimo membro da sequência;

No entanto, nenhum conjunto arbitrário de números e números nos interessa. Centraremos nossa atenção em uma sequência numérica na qual o valor do enésimo termo está relacionado ao seu número ordinal por uma relação que pode ser claramente formulada matematicamente. Em outras palavras: o valor numérico do enésimo número é alguma função de n.

a é o valor de um membro de uma sequência numérica;

n é o seu número de série;

f(n) é uma função, onde o número ordinal na sequência numérica n é o argumento.

Definição

Uma progressão aritmética é geralmente chamada de sequência numérica em que cada termo subsequente é maior (menor) que o anterior pelo mesmo número. A fórmula para o enésimo termo de uma sequência aritmética é a seguinte:

a n é o valor do membro atual da progressão aritmética;

a n+1 - fórmula do próximo número;

d - diferença (certo número).

É fácil determinar que se a diferença for positiva (d>0), então cada membro subsequente da série em consideração será maior que o anterior e tal progressão aritmética será crescente.

No gráfico abaixo é fácil perceber porque a sequência numérica é chamada de “crescente”.

Nos casos em que a diferença é negativa (d<0), каждый последующий член по понятным причинам будет меньше предыдущего, график прогрессии станет «уходить» вниз, арифметическая прогрессия, соответственно, будет именоваться убывающей.

Valor de membro especificado

Às vezes é necessário determinar o valor de qualquer termo arbitrário a n de uma progressão aritmética. Isso pode ser feito calculando sequencialmente os valores de todos os membros da progressão aritmética, começando do primeiro até o desejado. Porém, esse caminho nem sempre é aceitável se, por exemplo, for necessário encontrar o valor do termo cinco mil ou oito milionésimos. Os cálculos tradicionais levarão muito tempo. No entanto, uma progressão aritmética específica pode ser estudada usando certas fórmulas. Também existe uma fórmula para o enésimo termo: o valor de qualquer termo de uma progressão aritmética pode ser determinado como a soma do primeiro termo da progressão com a diferença da progressão, multiplicada pelo número do termo desejado, reduzida por um.

A fórmula é universal para aumentar e diminuir a progressão.

Um exemplo de cálculo do valor de um determinado termo

Vamos resolver o seguinte problema de encontrar o valor do enésimo termo de uma progressão aritmética.

Condição: existe uma progressão aritmética com parâmetros:

O primeiro termo da sequência é 3;

A diferença na série numérica é 1,2.

Tarefa: você precisa encontrar o valor de 214 termos

Solução: para determinar o valor de um determinado termo, utilizamos a fórmula:

uma(n) = a1 + d(n-1)

Substituindo os dados do enunciado do problema na expressão, temos:

uma(214) = a1 + d(n-1)

uma(214) = 3 + 1,2 (214-1) = 258,6

Resposta: O 214º termo da sequência é igual a 258,6.

As vantagens deste método de cálculo são óbvias - toda a solução não ocupa mais do que 2 linhas.

Soma de um determinado número de termos

Muitas vezes, em uma determinada série aritmética, é necessário determinar a soma dos valores de alguns de seus segmentos. Para isso, também não há necessidade de calcular os valores de cada termo e depois somá-los. Este método é aplicável se o número de termos cuja soma precisa ser encontrada for pequeno. Em outros casos, é mais conveniente usar a seguinte fórmula.

A soma dos termos de uma progressão aritmética de 1 a n é igual à soma do primeiro e do enésimo termos, multiplicada pelo número do termo n e dividida por dois. Se na fórmula o valor do enésimo termo for substituído pela expressão do parágrafo anterior do artigo, obtemos:

Exemplo de cálculo

Por exemplo, vamos resolver um problema com as seguintes condições:

O primeiro termo da sequência é zero;

A diferença é de 0,5.

O problema requer determinar a soma dos termos da série de 56 a 101.

Solução. Vamos usar a fórmula para determinar a quantidade de progressão:

s(n) = (2∙a1 + d∙(n-1))∙n/2

Primeiro, determinamos a soma dos valores de 101 termos da progressão, substituindo as condições dadas do nosso problema na fórmula:

s 101 = (2∙0 + 0,5∙(101-1))∙101/2 = 2.525

Obviamente, para saber a soma dos termos da progressão do 56º ao 101º, é necessário subtrair S 55 de S 101.

s 55 = (2∙0 + 0,5∙(55-1))∙55/2 = 742,5

Assim, a soma da progressão aritmética para este exemplo é:

s 101 - s 55 = 2.525 - 742,5 = 1.782,5

Exemplo de aplicação prática de progressão aritmética

Ao final do artigo, voltemos ao exemplo de sequência aritmética dada no primeiro parágrafo - um taxímetro (taxímetro). Vamos considerar este exemplo.

Embarcar em um táxi (que inclui 3 km de viagem) custa 50 rublos. Cada quilômetro subsequente é pago à taxa de 22 rublos/km. A distância percorrida é de 30 km. Calcule o custo da viagem.

1. Vamos descartar os primeiros 3 km, cujo preço está incluído no custo do pouso.

30 - 3 = 27 km.

2. Cálculos adicionais nada mais são do que analisar uma série de números aritméticos.

Número de membro - o número de quilômetros percorridos (menos os três primeiros).

O valor do membro é a soma.

O primeiro termo neste problema será igual a 1 = 50 rublos.

Diferença de progressão d = 22 r.

o número que nos interessa é o valor do (27+1)-ésimo termo da progressão aritmética - a leitura do medidor no final do 27º quilômetro é 27,999... = 28 km.

a 28 = 50 + 22 ∙ (28 - 1) = 644

Os cálculos dos dados do calendário para um período arbitrariamente longo são baseados em fórmulas que descrevem certas sequências numéricas. Na astronomia, o comprimento da órbita depende geometricamente da distância do corpo celeste à estrela. Além disso, várias séries numéricas são utilizadas com sucesso em estatística e outras áreas aplicadas da matemática.

Outro tipo de sequência numérica é geométrica

A progressão geométrica é caracterizada por maiores taxas de mudança em comparação com a progressão aritmética. Não é por acaso que na política, na sociologia e na medicina, para mostrar a alta velocidade de propagação de um determinado fenômeno, por exemplo, uma doença durante uma epidemia, dizem que o processo se desenvolve em progressão geométrica.

O enésimo termo da série de números geométricos difere do anterior porque é multiplicado por algum número constante - o denominador, por exemplo, o primeiro termo é 1, o denominador é correspondentemente igual a 2, então:

n = 1: 1 ∙ 2 = 2

n = 2: 2 ∙ 2 = 4

n = 3: 4 ∙ 2 = 8

n = 4: 8 ∙ 2 = 16

n=5: 16 ∙ 2 = 32,

b n - o valor do termo atual da progressão geométrica;

b n+1 - fórmula do próximo termo da progressão geométrica;

q é o denominador da progressão geométrica (um número constante).

Se o gráfico de uma progressão aritmética for uma linha reta, então uma progressão geométrica mostra um quadro ligeiramente diferente:

Como no caso da aritmética, a progressão geométrica possui uma fórmula para o valor de um termo arbitrário. Qualquer enésimo termo de uma progressão geométrica é igual ao produto do primeiro termo e o denominador da progressão à potência de n reduzido por um:

Exemplo. Temos uma progressão geométrica com o primeiro termo igual a 3 e o denominador da progressão igual a 1,5. Vamos encontrar o 5º termo da progressão

b 5 = b 1 ∙ q (5-1) = 3 ∙ 1,5 4 = 15,1875

A soma de um determinado número de termos também é calculada por meio de uma fórmula especial. A soma dos primeiros n termos de uma progressão geométrica é igual à diferença entre o produto do enésimo termo da progressão e seu denominador e o primeiro termo da progressão, dividido pelo denominador reduzido por um:

Se b n for substituído usando a fórmula discutida acima, o valor da soma dos primeiros n termos da série numérica em consideração terá a forma:

Exemplo. A progressão geométrica começa com o primeiro termo igual a 1. O denominador é definido como 3. Vamos encontrar a soma dos primeiros oito termos.

s8 = 1 ∙ (3 8 -1) / (3-1) = 3 280

Muitas pessoas já ouviram falar de progressão aritmética, mas nem todos têm uma boa ideia do que seja. Neste artigo daremos a definição correspondente e também consideraremos a questão de como encontrar a diferença de uma progressão aritmética e daremos vários exemplos.

Definição matemática

Então, se estamos falando de uma progressão aritmética ou algébrica (esses conceitos definem a mesma coisa), isso significa que existe uma certa série numérica que satisfaz a seguinte lei: cada dois números adjacentes na série diferem pelo mesmo valor. Matematicamente está escrito assim:

Aqui n significa o número do elemento a n na sequência, e o número d é a diferença da progressão (seu nome segue da fórmula apresentada).

O que significa saber a diferença d? Sobre o quão “distantes” os números vizinhos estão um do outro. No entanto, o conhecimento de d é uma condição necessária, mas não suficiente, para determinar (restaurar) toda a progressão. É necessário conhecer mais um número, que pode ser absolutamente qualquer elemento da série em questão, por exemplo, 4, a10, mas, via de regra, utilizam o primeiro número, ou seja, 1.

Fórmulas para determinar elementos de progressão

Em geral, as informações acima já são suficientes para avançar na resolução de problemas específicos. No entanto, antes de ser dada a progressão aritmética, e será necessário encontrar a sua diferença, apresentaremos algumas fórmulas úteis, facilitando assim o processo subsequente de resolução de problemas.

É fácil mostrar que qualquer elemento da sequência com número n pode ser encontrado da seguinte forma:

uma n = uma 1 + (n - 1) * d

Na verdade, qualquer pessoa pode verificar esta fórmula através de uma pesquisa simples: se substituir n = 1, obterá o primeiro elemento, se substituir n = 2, então a expressão dá a soma do primeiro número e a diferença, e assim por diante.

As condições de muitos problemas são compostas de tal forma que, dado um par conhecido de números, cujos números também são dados na sequência, é necessário reconstruir toda a série numérica (encontrar a diferença e o primeiro elemento). Agora vamos resolver este problema de forma geral.

Então, sejam dados dois elementos com números n e m. Usando a fórmula obtida acima, você pode criar um sistema de duas equações:

uma n = uma 1 + (n - 1) * d;
uma m = uma 1 + (m - 1) * d

Para encontrar quantidades desconhecidas, usaremos uma técnica simples e bem conhecida para resolver tal sistema: subtraia os lados esquerdo e direito aos pares, a igualdade permanecerá válida. Nós temos:

uma n = uma 1 + (n - 1) * d;
a n - a m = (n - 1) * d - (m - 1) * d = d * (n - m)

Assim, excluímos uma incógnita (a 1). Agora podemos escrever a expressão final para determinar d:

d = (a n - a m) / (n - m), onde n > m

Recebemos uma fórmula muito simples: para calcular a diferença d de acordo com as condições do problema, basta tomar a razão das diferenças entre os próprios elementos e seus números de série. Deve prestar atenção a um ponto importante atenção: as diferenças são tomadas entre os membros “mais alto” e “mais baixo”, ou seja, n > m (o “mais alto” significa aquele localizado mais longe do início da sequência, seu valor absoluto pode ser maior ou menor que o elemento “júnior”).

A expressão para a diferença d progressão deve ser substituída em qualquer uma das equações no início da resolução do problema para obter o valor do primeiro termo.

Na nossa era de desenvolvimento da tecnologia informática, muitos alunos tentam encontrar soluções para as suas tarefas na Internet, por isso surgem frequentemente questões deste tipo: encontrar a diferença de uma progressão aritmética online. Para tal solicitação, o mecanismo de busca retornará uma série de páginas da web, nas quais você precisará inserir os dados conhecidos da condição (podem ser dois termos da progressão ou a soma de um certo número deles ) e receba instantaneamente uma resposta. No entanto, esta abordagem para a resolução do problema é improdutiva em termos de desenvolvimento do aluno e compreensão da essência da tarefa que lhe é atribuída.

Solução sem usar fórmulas

Vamos resolver o primeiro problema sem usar nenhuma das fórmulas fornecidas. Sejam dados os elementos da série: a6 = 3, a9 = 18. Encontre a diferença da progressão aritmética.

Os elementos conhecidos ficam próximos uns dos outros em uma fileira. Quantas vezes a diferença d deve ser somada ao menor para obter o maior? Três vezes (a primeira vez adicionando d, obtemos o 7º elemento, a segunda vez - o oitavo, finalmente, a terceira vez - o nono). Qual número deve ser adicionado a três três vezes para obter 18? Este é o número cinco. Realmente:

Assim, a diferença desconhecida d = 5.

É claro que a solução poderia ter sido realizada usando a fórmula apropriada, mas isso não foi feito intencionalmente. Uma explicação detalhada da solução do problema deve se tornar um exemplo claro e claro do que é uma progressão aritmética.

Uma tarefa semelhante à anterior

Agora vamos resolver um problema semelhante, mas alterando os dados de entrada. Então, você deve descobrir se a3 = 2, a9 = 19.

Claro, você pode recorrer novamente ao método de solução “frontal”. Mas como são dados elementos da série que estão relativamente distantes uns dos outros, esse método não será totalmente conveniente. Mas usar a fórmula resultante nos levará rapidamente à resposta:

d = (a 9 - a 3) / (9 - 3) = (19 - 2) / (6) = 17/6 ≈ 2,83

Aqui arredondamos o número final. A extensão em que este arredondamento levou a um erro pode ser avaliada verificando o resultado:

a 9 = a 3 + 2,83 + 2,83 + 2,83 + 2,83 + 2,83 + 2,83 = 18,98

Este resultado difere em apenas 0,1% do valor fornecido na condição. Portanto, o arredondamento utilizado para os centésimos mais próximos pode ser considerado uma escolha acertada.

Problemas envolvendo a aplicação da fórmula para o termo an

Vamos considerar um exemplo clássico de problema para determinar a incógnita d: encontre a diferença de uma progressão aritmética se a1 = 12, a5 = 40.

Quando dois números de uma sequência algébrica desconhecida são dados, e um deles é o elemento a 1, então você não precisa pensar muito, mas deve aplicar imediatamente a fórmula para o termo a n. Neste caso temos:

a 5 = a 1 + d * (5 - 1) => d = (a 5 - a 1) / 4 = (40 - 12) / 4 = 7

Recebemos o número exato na divisão, portanto não adianta verificar a exatidão do resultado calculado, como foi feito no parágrafo anterior.

Vamos resolver outro problema semelhante: precisamos encontrar a diferença de uma progressão aritmética se a1 = 16, a8 = 37.

Usamos uma abordagem semelhante à anterior e obtemos:

a 8 = a 1 + d * (8 - 1) => d = (a 8 - a 1) / 7 = (37 - 16) / 7 = 3

O que mais você deve saber sobre progressão aritmética?

Além dos problemas de encontrar uma diferença desconhecida ou elementos individuais, muitas vezes é necessário resolver problemas de soma dos primeiros termos de uma sequência. A consideração desses problemas está além do escopo do artigo, porém, para completar as informações, apresentamos uma fórmula geral para a soma de n números em uma série:

∑ n i = 1 (a i) = n * (a 1 + a n) / 2