Класс 11

Класс 11АлгебраПонимание последовательностей и рядов в алгебре


Понимание арифметических последовательностей


Введение в последовательность

В математике последовательность — это группа чисел, расположенных в определенном порядке. Каждое число в последовательности называется членом. Последовательности могут следовать за определенными шаблонами, что облегчает нам прогнозирование последующих чисел или описание последовательности с помощью формулы.

Что такое арифметическая последовательность?

Арифметическая последовательность — это тип последовательности, в которой разность между последовательными членами является постоянной. Эта разность называется «общей разностью». Когда вы знаете общую разность и хотя бы один член в последовательности, вы можете легко найти другие члены.

Нормальная форма арифметической последовательности

Арифметическая последовательность может быть описана формулой:

a_n = a_1 + (n - 1) cdot d

Где:

  • a_n — это n -ый член последовательности
  • a_1 — это первый член последовательности
  • d — общая разность
  • n — это позиция члена в последовательности

Общая разность

Общая разность является центральной в арифметических последовательностях. Это значение, которое постоянно добавляется (или вычитается) для получения следующего члена из предыдущего члена.

Если арифметическая последовательность имеет следующие члены: a_1, a_2, a_3, ..., то общая разность d может быть рассчитана как:

d = a_2 - a_1 = a_3 - a_2 = ...

Пример

Рассмотрим последовательность: 5, 8, 11, 14, 17, ...

Здесь общая разность d равна 3, потому что:

8 - 5 = 3, 11 - 8 = 3, 14 - 11 = 3, 17 - 14 = 3

Таким образом, с общей разностью 3, после 5 следуют 8, 11, 14 и так далее.

Нахождение конкретного члена

Чтобы найти любой член в арифметической последовательности, мы можем использовать упомянутую выше формулу. Посмотрим, как найти конкретный член с примером.

Пример

Предположим, у нас есть арифметическая последовательность, где первый член a_1 = 3 и общая разность d = 5. Найдем 10-й член.
a_{10} = a_1 + (10-1) cdot d = 3 + 9 cdot 5 = 3 + 45 = 48

Поэтому 10-й член это a_{10} равен 48.

Визуальное представление арифметических последовательностей

A_1 A_2 a_3 a_4 a_5 a_6

Линия, представленная выше, представляет арифметическую последовательность, где разность между последовательными кругами является общей разностью. Каждый круг представляет член.

Сумма арифметической последовательности

Во многих сценариях нам может понадобиться найти сумму арифметической последовательности. Для этого мы используем формулу суммы первых n членов арифметической последовательности, которая следующая:

S_n = (n / 2) cdot (a_1 + a_n)

Или же заменить a_n на формулу n-ого члена:

S_n = (n / 2) cdot [2a_1 + (n - 1) cdot d]

Пример

Продолжая предыдущий пример, найдем сумму первых 10 членов, где a_1 = 3 и d = 5.
n = 10
a_1 = 3
Сначала найдем a_{10}:
a_{10} = a_1 + 9 cdot 5 = 48
Теперь найдем S_{10}:
S_{10} = (10 / 2) cdot (3 + 48) = 5 cdot 51 = 255

Таким образом, сумма первых 10 членов, S_{10}, равна 255.

Арифметические последовательности в реальной жизни

Арифметические последовательности не только теоретические конструкции, но и встречаются в практических ситуациях. Вот некоторые примеры из реальной жизни:

  • Ежемесячные сбережения, где одна и та же сумма откладывается каждый месяц.
  • Регулярное вложение фиксированной суммы денег на банковский счет.
  • Часы, которые двигаются вперед на несколько секунд каждый день, создавая предсказуемый шаблон.
  • Этапы строительства, где каждый этап требует одинакового количества шагов больше, чем предыдущий.

Заключение

Арифметические последовательности — это важная концепция в алгебре, предоставляющая основу для понимания более сложных последовательностей и рядов. Зная первый член и общую разность, вы можете создать полную последовательность и найти любой член или сумму, которую вы хотите.

Понимание этого основного понятия открывает двери для изучения более глубоких математических идей и практических приложений, делая арифметические последовательности важной частью математики.


Класс 11 → 1.1.1


U
username
0%
завершено в Класс 11


комментарии