تتم دراسة موضوع "المتتابعة الحسابية" في مقرر الجبر العام في مدارس الصف التاسع. هذا الموضوع مهم لمزيد من الدراسة المتعمقة لرياضيات سلسلة الأعداد. في هذه المقالة سوف نتعرف على التقدم الحسابي والاختلاف فيه بالإضافة إلى المشكلات النموذجية التي قد يواجهها تلاميذ المدارس.

مفهوم التقدم الجبري

التقدم الرقمي هو سلسلة من الأرقام التي يمكن من خلالها الحصول على كل عنصر لاحق من العنصر السابق إذا طبقنا بعض القوانين الرياضية. هناك نوعان بسيطان من التقدم: هندسي وحسابي، والذي يسمى أيضًا جبريًا. دعونا ننظر إليها بمزيد من التفصيل.

لنتخيل رقمًا عقلانيًا ما، ونشير إليه بالرمز a1، حيث يشير الفهرس إلى رقمه التسلسلي في السلسلة قيد النظر. دعونا نضيف رقمًا آخر إلى a1 ونسميه d. ومن ثم يمكن عكس العنصر الثاني من السلسلة على النحو التالي: a2 = a1+d. الآن أضف d مرة أخرى، نحصل على: a3 = a2+d. من خلال الاستمرار في هذه العملية الرياضية، يمكنك الحصول على سلسلة كاملة من الأرقام، والتي سيتم استدعاؤها بالتقدم الحسابي.

كما يمكن فهمه مما سبق، للعثور على العنصر n في هذا التسلسل، تحتاج إلى استخدام الصيغة: an = a1 + (n-1)*d. في الواقع، باستبدال n=1 في التعبير، نحصل على a1 = a1، إذا كان n = 2، فإن الصيغة التالية: a2 = a1 + 1*d، وهكذا.

على سبيل المثال، إذا كان فرق المتوالية الحسابية هو 5، و a1 = 1، فهذا يعني أن السلسلة الرقمية من النوع قيد النظر لها الشكل: 1، 6، 11، 16، 21، ... كما يمكنك ترى، كل عضو من أعضائها هو 5 أكثر من سابقتها.

صيغ فرق التقدم الحسابي

من التعريف أعلاه لسلسلة الأرقام قيد النظر، يترتب على تعريفها أنك بحاجة إلى معرفة رقمين: a1 و d. وهذا الأخير يسمى اختلاف هذا التقدم. إنه يحدد بشكل فريد سلوك السلسلة بأكملها. في الواقع، إذا كانت d موجبة، فإن سلسلة الأرقام ستزداد باستمرار؛ على العكس من ذلك، إذا كانت d سالبة، فإن الأرقام الموجودة في السلسلة ستزداد فقط بالقيمة المطلقة، بينما ستنخفض قيمتها المطلقة مع زيادة الرقم n.

ما هو الفرق بين التقدم الحسابي؟ لنفكر في صيغتين أساسيتين يتم استخدامهما لحساب هذه القيمة:

d = an+1-an، هذه الصيغة تتبع مباشرة تعريف سلسلة الأرقام قيد النظر.

d = (-a1+an)/(n-1)، يتم الحصول على هذا التعبير إذا عبرنا عن d من الصيغة الواردة في الفقرة السابقة من المقالة. لاحظ أن هذا التعبير يصبح غير محدد (0/0) إذا كان n=1. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه من الضروري معرفة عنصرين على الأقل في السلسلة لتحديد الفرق بينهما.

يتم استخدام هاتين الصيغتين الأساسيتين لحل أي مشاكل تتضمن إيجاد اختلاف التقدم. ومع ذلك، هناك صيغة أخرى تحتاج أيضًا إلى معرفتها.

مجموع العناصر الأولى

الصيغة التي يمكنك من خلالها تحديد مجموع أي عدد من حدود التقدم الجبري، وفقا للأدلة التاريخية، تم الحصول عليها لأول مرة من قبل "أمير" الرياضيات في القرن الثامن عشر، كارل غاوس. لاحظ عالم ألماني، وهو لا يزال صبياً في الصفوف الابتدائية بمدرسة قروية، أنه من أجل جمع الأعداد الطبيعية في السلسلة من 1 إلى 100، من الضروري أولاً جمع العنصر الأول والأخير (القيمة الناتجة ستكون يكون مساويا لمجموع العنصر قبل الأخير والثاني، وقبل الأخير والثالث، وهكذا)، ثم يجب ضرب هذا العدد بعدد هذه المقادير، أي في 50.

يمكن تعميم الصيغة، التي تعكس النتيجة المعلنة في مثال معين، على حالة تعسفية. سيبدو كالتالي: Sn = n/2*(an+a1). لاحظ أنه للعثور على القيمة المشار إليها، لا يلزم معرفة الفرق d إذا كان مصطلحان من التقدم (an وa1) معروفين.

المثال رقم 1. أوجد الفرق بمعرفة حدين من المتسلسلة a1 وan

سنوضح لك كيفية تطبيق الصيغ المذكورة أعلاه في المقالة. دعونا نعطي مثالا بسيطا: الفرق في التقدم الحسابي غير معروف، فمن الضروري تحديد ما سيكون مساويا إذا كان a13 = -5.6 و a1 = -12.1.

وبما أننا نعرف قيم عنصرين من عناصر التسلسل الرقمي، وأحدهما هو الرقم الأول، فيمكننا استخدام الصيغة رقم 2 لتحديد الفرق د. لدينا: د =(-1*(-12.1)+(-5.6))/12 = 0.54167. استخدمنا في التعبير القيمة n=13، نظرًا لأن الحد الذي يحمل هذا الرقم الترتيبي المعين معروف.

ويشير الاختلاف الناتج إلى أن التقدم آخذ في الازدياد، على الرغم من أن العناصر الواردة في شروط المهمة لها قيمة سلبية. ومن الواضح أن a13>a1، على الرغم من |a13|<|a1|.

المثال رقم 2. الشروط الإيجابية للتقدم في المثال رقم 1

دعونا نستخدم النتيجة التي تم الحصول عليها في المثال السابق لحل مشكلة جديدة. تمت صياغته على النحو التالي: من أي رقم تسلسلي ستبدأ عناصر التقدم في المثال رقم 1 في اتخاذ قيم إيجابية؟

كما هو موضح، فإن التقدم الذي فيه a1 = -12.1 و d = 0.54167 يتزايد، وبالتالي، من رقم معين ستبدأ الأرقام في أخذ قيم موجبة فقط. لتحديد هذا الرقم n، من الضروري حل متباينة بسيطة، والتي يتم كتابتها رياضيًا على النحو التالي: an>0 أو باستخدام الصيغة المناسبة، نعيد كتابة المتباينة: a1 + (n-1)*d>0. من الضروري العثور على المجهول n، لنعبر عنه: n>-1*a1/d + 1. الآن يبقى استبدال القيم المعروفة للفرق والحد الأول من التسلسل. نحصل على: n>-1*(-12.1) /0.54167 + 1= 23.338 أو n>23.338. بما أن n يمكن أن تأخذ قيمًا صحيحة فقط، فإنه يترتب على عدم المساواة الناتجة أن أي حدود في السلسلة تحتوي على رقم أكبر من 23 ستكون موجبة.

دعونا نتحقق من الإجابة التي تلقيناها باستخدام الصيغة أعلاه لحساب العنصرين الثالث والعشرين والرابع والعشرين من هذا التقدم الحسابي. لدينا: a23=-12.1 + 22*0.54167 = -0.18326 (رقم سالب)؛ a24=-12.1 + 23*0.54167 =0.3584 (قيمة موجبة). وبالتالي فإن النتيجة التي تم الحصول عليها صحيحة: بدءًا من n=24، سيكون جميع أعضاء سلسلة الأرقام أكبر من الصفر.

المثال رقم 3. كم عدد السجلات سوف تناسب؟

دعونا نقدم مشكلة واحدة مثيرة للاهتمام: أثناء قطع الأشجار، تقرر تكديس جذوع الأشجار المنشورة فوق بعضها البعض كما هو موضح في الشكل أدناه. كم عدد السجلات التي يمكن تكديسها بهذه الطريقة، مع العلم أن إجمالي 10 صفوف سيكون مناسبًا؟

يمكن ملاحظة شيء واحد مثير للاهتمام في طريقة طي السجلات هذه: سيحتوي كل صف لاحق على سجل واحد أقل من السجل السابق، أي حدوث تقدم جبري، والفرق بينهما هو d = 1. بافتراض أن عدد السجلات في كل صف هو عضو في هذا التقدم، ومع الأخذ في الاعتبار أيضًا أن a1 = 1 (سيتناسب سجل واحد فقط في الأعلى)، نجد الرقم a10. لدينا: a10 = 1 + 1*(10-1) = 10. أي أنه في الصف العاشر، الذي يقع على الأرض، سيكون هناك 10 سجلات.

يمكن الحصول على المجموع الكلي لهذا الهيكل "الهرمي" باستخدام صيغة غاوس. نحصل على: S10 = 10/2*(10+1) = 55 سجلًا.

مستوى اول

المتوالية العددية. النظرية التفصيلية مع الأمثلة (2019)

تسلسل رقمي

لذلك، دعونا نجلس ونبدأ في كتابة بعض الأرقام. على سبيل المثال:
يمكنك كتابة أي أرقام، ويمكن أن يكون هناك أي عدد تريده (في حالتنا، هناك). بغض النظر عن عدد الأرقام التي نكتبها، يمكننا دائمًا أن نقول أي واحد هو الأول، وأي واحد هو الثاني، وهكذا حتى الأخير، أي أنه يمكننا ترقيمها. وهذا مثال على التسلسل الرقمي:

تسلسل رقمي
على سبيل المثال، بالنسبة لتسلسلنا:

الرقم المخصص خاص برقم واحد فقط في التسلسل. بمعنى آخر، لا توجد ثلاثة أرقام ثانية في المتتابعة. الرقم الثاني (مثل الرقم رقم) هو نفسه دائمًا.
الرقم ذو الرقم يسمى الحد العاشر من التسلسل.

عادة ما نسمي التسلسل بأكمله بحرف ما (على سبيل المثال،)، وكل عضو في هذا التسلسل هو نفس الحرف مع فهرس يساوي رقم هذا العضو: .

في حالتنا هذه:

لنفترض أن لدينا تسلسلًا رقميًا يكون فيه الفرق بين الأرقام المتجاورة متساويًا ومتساويًا.
على سبيل المثال:

إلخ.
يسمى هذا التسلسل الرقمي بالتقدم الحسابي.
تم تقديم مصطلح "التقدم" من قبل المؤلف الروماني بوثيوس في القرن السادس وكان يُفهم بالمعنى الأوسع على أنه تسلسل عددي لا نهائي. تم نقل اسم "الحساب" من نظرية النسب المستمرة التي درسها اليونانيون القدماء.

هذا تسلسل رقمي، كل عضو فيه يساوي الرقم السابق مضافًا إلى نفس الرقم. يُسمى هذا الرقم بفارق التقدم الحسابي ويتم تحديده.

حاول تحديد التسلسلات الرقمية التي تعتبر تقدمًا حسابيًا وأيها ليست كذلك:

أ)
ب)
ج)
د)

فهمتها؟ دعونا نقارن إجاباتنا:
يكونالتقدم الحسابي - ب، ج.
ليسالتقدم الحسابي - أ، د.

دعنا نعود إلى التقدم المعطى () ونحاول إيجاد قيمة الحد العاشر الخاص به. موجود اثنينطريقة للعثور عليه.

1. الطريقة

يمكننا إضافة رقم التقدم إلى القيمة السابقة حتى نصل إلى الحد الرابع من التقدم. من الجيد أنه ليس لدينا الكثير لتلخيصه - ثلاث قيم فقط:

لذا فإن الحد العاشر للتقدم الحسابي الموصوف يساوي.

2. الطريقة

ماذا لو أردنا إيجاد قيمة الحد العاشر للتقدم؟ سيستغرق الجمع منا أكثر من ساعة، وليس حقيقة أننا لن نرتكب أخطاء عند جمع الأرقام.
بالطبع، توصل علماء الرياضيات إلى طريقة ليس من الضروري فيها إضافة فرق التقدم الحسابي إلى القيمة السابقة. ألق نظرة فاحصة على الصورة المرسومة... بالتأكيد قد لاحظت بالفعل نمطًا معينًا، وهو:

على سبيل المثال، دعونا نرى مما تتكون قيمة الحد العاشر من هذه التقدم الحسابي:


بعبارة أخرى:

حاول العثور على قيمة عضو في تقدم حسابي معين بنفسك بهذه الطريقة.

هل قمت بالحساب؟ قارن ملاحظاتك بالإجابة:

يرجى ملاحظة أنك حصلت على نفس الرقم تمامًا كما في الطريقة السابقة، عندما قمنا بإضافة شروط التقدم الحسابي إلى القيمة السابقة بشكل تسلسلي.
دعونا نحاول "نزع الطابع الشخصي" عن هذه الصيغة - فلنضعها بشكل عام ونحصل على:

معادلة التقدم الحسابي.

يمكن أن تكون التقدمات الحسابية متزايدة أو متناقصة.

في ازدياد- التقدم الذي تكون فيه كل قيمة لاحقة للمصطلحات أكبر من القيمة السابقة.
على سبيل المثال:

تنازلي- التتابعات التي تكون فيها كل قيمة لاحقة للمصطلحات أقل من القيمة السابقة.
على سبيل المثال:

تُستخدم الصيغة المشتقة في حساب الحدود في كل من الحدود المتزايدة والمتناقصة للتقدم الحسابي.
دعونا نتحقق من هذا في الممارسة العملية.
لقد حصلنا على تقدم حسابي يتكون من الأرقام التالية: دعونا نتحقق من الرقم الذي سيكون عليه هذا التقدم الحسابي إذا استخدمنا صيغتنا لحسابه:

منذ ذلك الحين:

وهكذا، نحن مقتنعون بأن الصيغة تعمل في كل من التقدم الحسابي المتناقص والمتزايد.
حاول العثور على الحدين العاشر والخامس لهذا التقدم الحسابي بنفسك.

دعونا نقارن النتائج:

خاصية التقدم الحسابي

دعونا نعقد المشكلة - سنستمد خاصية التقدم الحسابي.
لنفترض أن لدينا الشرط التالي:
- التقدم الحسابي، العثور على القيمة.
من السهل أن تقول وتبدأ في العد وفقًا للصيغة التي تعرفها بالفعل:

دعونا آه إذن:

صح تماما. اتضح أننا نجده أولاً ثم نضيفه إلى الرقم الأول ونحصل على ما نبحث عنه. إذا تم تمثيل التقدم بقيم صغيرة، فلا يوجد شيء معقد في الأمر، ولكن ماذا لو تم إعطاؤنا أرقامًا في الشرط؟ موافق، هناك احتمال ارتكاب خطأ في الحسابات.
فكر الآن فيما إذا كان من الممكن حل هذه المشكلة في خطوة واحدة باستخدام أي صيغة؟ بالطبع نعم، وهذا ما سنحاول إبرازه الآن.

دعونا نشير إلى الحد المطلوب للمتتابعة الحسابية، فصيغة إيجاده معروفة لدينا، وهي نفس الصيغة التي استنتجناها في البداية:
، ثم:

• المصطلح السابق للتقدم هو:
• المصطلح التالي للتقدم هو:

دعونا نلخص المصطلحات السابقة واللاحقة للتقدم:

اتضح أن مجموع الحدود السابقة واللاحقة للتقدم هو القيمة المزدوجة لمصطلح التقدم الموجود بينهما. بمعنى آخر، للعثور على قيمة مصطلح التقدم مع القيم السابقة واللاحقة المعروفة، تحتاج إلى إضافتها والقسمة عليها.

هذا صحيح، لقد حصلنا على نفس الرقم. دعونا تأمين المواد. احسب قيمة التقدم بنفسك، فالأمر ليس بالأمر الصعب على الإطلاق.

أحسنت! أنت تعرف كل شيء تقريبًا عن التقدم! يبقى أن نكتشف صيغة واحدة فقط، والتي، وفقًا للأسطورة، تم استنتاجها بسهولة لنفسه من قبل أحد أعظم علماء الرياضيات في كل العصور، "ملك علماء الرياضيات" - كارل غاوس...

عندما كان كارل غاوس يبلغ من العمر 9 سنوات، قام المعلم، المنشغل بفحص عمل الطلاب في الفصول الأخرى، بتعيين المهمة التالية في الفصل: "حساب مجموع جميع الأعداد الطبيعية من إلى (وفقًا لمصادر أخرى إلى) شاملة". تخيل مفاجأة المعلم عندما أعطى أحد طلابه (كان هذا كارل غاوس) بعد دقيقة واحدة الإجابة الصحيحة على المهمة، في حين أن معظم زملاء الفصل المتهورين، بعد حسابات طويلة، حصلوا على نتيجة خاطئة...

لاحظ الشاب كارل غاوس نمطًا معينًا يمكنك ملاحظته بسهولة أيضًا.
لنفترض أن لدينا تقدمًا حسابيًا يتكون من حدود -th: نحتاج إلى إيجاد مجموع هذه الحدود للتقدم الحسابي. بالطبع، يمكننا جمع كل القيم يدويًا، ولكن ماذا لو أردنا في المهمة العثور على مجموع حدودها، كما كان غاوس يبحث عنها؟

دعونا تصور التقدم المعطى لنا. ألق نظرة فاحصة على الأرقام المميزة وحاول إجراء عمليات رياضية مختلفة باستخدامها.


هل جربته؟ ماذا لاحظت؟ يمين! مجموعهما متساويان

أخبرني الآن، كم عدد هذه الأزواج الموجودة إجمالاً في التقدم الممنوح لنا؟ وبطبيعة الحال، بالضبط نصف جميع الأرقام، وهذا هو.
بناءً على حقيقة أن مجموع حدين من المتتابعة الحسابية متساويان، والأزواج المتشابهة متساوية، نحصل على أن المجموع الإجمالي يساوي:
.
وبالتالي، فإن صيغة مجموع الحدود الأولى لأي تقدم حسابي ستكون:

في بعض المسائل لا نعرف الحد الرابع، ولكننا نعرف الفرق في التقدم. حاول استبدال صيغة الحد الـ في صيغة المجموع.
على ماذا حصلت؟

أحسنت! الآن دعنا نعود إلى المشكلة التي تم طرحها على Carl Gauss: احسب بنفسك ما يساوي مجموع الأرقام التي تبدأ من -th ومجموع الأرقام التي تبدأ من -th.

كم لم تحصل عليه؟
وجد غاوس أن مجموع الحدود متساوي، ومجموع الحدود. هل هذا ما قررته؟

في الواقع، تم إثبات صيغة مجموع شروط التقدم الحسابي من قبل العالم اليوناني القديم ديوفانتوس في القرن الثالث، وطوال هذا الوقت، استفاد الأشخاص الأذكياء من خصائص التقدم الحسابي بشكل كامل.
على سبيل المثال، تخيل مصر القديمة وأكبر مشروع بناء في ذلك الوقت - بناء الهرم... وتظهر الصورة جانبًا واحدًا منه.

تقول أين التقدم هنا؟ انظر بعناية وابحث عن نمط في عدد الكتل الرملية في كل صف من جدار الهرم.


لماذا لا يكون التقدم الحسابي؟ احسب عدد الكتل اللازمة لبناء جدار واحد إذا تم وضع الطوب في القاعدة. أتمنى ألا تقوم بالعد أثناء تحريك إصبعك عبر الشاشة، هل تتذكر الصيغة الأخيرة وكل ما قلناه عن التقدم الحسابي؟

في هذه الحالة، يبدو التقدم كما يلي: .
فرق التقدم الحسابي.
عدد حدود التقدم الحسابي.
لنستبدل بياناتنا في الصيغ الأخيرة (احسب عدد الكتل بطريقتين).

طريقة 1.

الطريقة 2.

والآن يمكنك الحساب على الشاشة: مقارنة القيم التي تم الحصول عليها مع عدد الكتل الموجودة في هرمنا. فهمتها؟ أحسنت، لقد أتقنت مجموع الحدود النونية للتقدم الحسابي.
بالطبع، لا يمكنك بناء هرم من الكتل الموجودة في القاعدة، ولكن من؟ حاول حساب عدد الطوب الرملي اللازم لبناء جدار بهذه الحالة.
هل تستطيع فعلها؟
الإجابة الصحيحة هي الكتل:

تمرين

مهام:

1. ماشا تستعد لفصل الصيف. كل يوم تقوم بزيادة عدد القرفصاء. كم مرة ستمارس ماشا تمرين القرفصاء في الأسبوع إذا كانت تمارس القرفصاء في الجلسة التدريبية الأولى؟
2. ما هو مجموع جميع الأعداد الفردية الموجودة في.
3. عند تخزين السجلات، يقوم القائمون على قطع الأشجار بتكديسها بحيث تحتوي كل طبقة عليا على سجل واحد أقل من السجل السابق. كم عدد جذوع الأشجار الموجودة في البناء الواحد، إذا كان أساس البناء عبارة عن جذوع الأشجار؟

الإجابات:

1. دعونا نحدد معلمات التقدم الحسابي. في هذه الحالة
   (الأسابيع = الأيام).

   إجابة:في غضون أسبوعين، يجب على ماشا أن تفعل القرفصاء مرة واحدة في اليوم.

2. أول رقم فردي، الرقم الأخير.
   فرق التقدم الحسابي.
   عدد الأرقام الفردية هو النصف، ومع ذلك، دعونا نتحقق من هذه الحقيقة باستخدام صيغة العثور على الحد العاشر للتقدم الحسابي:

   الأرقام تحتوي على أرقام فردية.
   دعنا نستبدل البيانات المتاحة في الصيغة:

   إجابة:مجموع جميع الأعداد الفردية الموجودة فيه متساوي.

3. دعونا نتذكر مشكلة الأهرامات. في حالتنا، أ، نظرًا لأن كل طبقة عليا يتم تقليلها بسجل واحد، فهناك في المجمل مجموعة من الطبقات، أي.
   دعنا نستبدل البيانات في الصيغة:

   إجابة:هناك سجلات في البناء.

دعونا نلخص ذلك

1. - تسلسل رقمي يكون فيه الفرق بين الأرقام المتجاورة متساويًا ومتساويًا. يمكن أن تكون متزايدة أو متناقصة.
2. إيجاد الصيغةيُكتب الحد العاشر من المتوالية الحسابية بالصيغة - حيث يوجد عدد الأرقام في المتتابعة الحسابية.
3. خاصية أعضاء التقدم الحسابي- - أين هو عدد الأرقام في التقدم.
4. مجموع شروط التقدم الحسابييمكن العثور عليها بطريقتين:
   
   ، أين هو عدد القيم.

المتوالية العددية. مستوى متوسط

تسلسل رقمي

دعونا نجلس ونبدأ في كتابة بعض الأرقام. على سبيل المثال:

يمكنك كتابة أي أرقام، ويمكن أن يكون هناك أي عدد تريده. لكن يمكننا دائمًا أن نقول أي واحد هو الأول، وأي واحد هو الثاني، وما إلى ذلك، أي أنه يمكننا ترقيمها. وهذا مثال على التسلسل الرقمي.

تسلسل رقميهي مجموعة من الأرقام، يمكن تخصيص رقم فريد لكل منها.

بمعنى آخر، يمكن ربط كل رقم بعدد طبيعي معين، وعدد فريد. ولن نخصص هذا الرقم لأي رقم آخر من هذه المجموعة.

الرقم الذي يحمل الرقم يسمى العضو العاشر في التسلسل.

عادة ما نسمي التسلسل بأكمله بحرف ما (على سبيل المثال،)، وكل عضو في هذا التسلسل هو نفس الحرف مع فهرس يساوي رقم هذا العضو: .

من الملائم جدًا أن يتم تحديد الحد الرابع من التسلسل بواسطة صيغة ما. على سبيل المثال، الصيغة

يحدد التسلسل:

والصيغة هي التسلسل التالي:

على سبيل المثال، التقدم الحسابي هو متتابعة (الحد الأول هنا يساوي، والفرق هو). أو (، الفرق).

صيغة الحد النوني

نحن نطلق على الصيغة المتكررة، والتي من أجل معرفة الحد العاشر، تحتاج إلى معرفة الحد السابق أو عدة حدود سابقة:

للعثور، على سبيل المثال، على الحد العاشر للتقدم باستخدام هذه الصيغة، سيتعين علينا حساب التسعة السابقة. على سبيل المثال، السماح لها. ثم:

حسنًا، هل أصبح من الواضح الآن ما هي الصيغة؟

في كل سطر نضيف إليه مضروبًا في عدد ما. أيها؟ بسيط جدًا: هذا هو رقم العضو الحالي مطروحًا منه:

أكثر ملاءمة الآن، أليس كذلك؟ نحن نفحص:

تقرر لنفسك:

في المتوالية الحسابية، أوجد صيغة الحد النوني وأوجد الحد المائة.

حل:

الحد الأول متساوي. ماهو الفرق؟ إليك ما يلي:

(ولهذا سمي اختلافا لأنه يساوي اختلاف فترات المتوالية المتعاقبة).

لذلك، الصيغة:

فإن الحد المائة يساوي:

ما هو مجموع الأعداد الطبيعية من إلى؟

وفقًا للأسطورة، قام عالم الرياضيات العظيم كارل غاوس، وهو صبي يبلغ من العمر 9 سنوات، بحساب هذا المبلغ في بضع دقائق. ولاحظ أن مجموع الرقمين الأول والأخير متساوي، ومجموع الثاني وما قبل الأخير هو نفسه، ومجموع الثالث والثالث من النهاية هو نفسه، وهكذا. كم عدد هذه الأزواج في المجموع؟ هذا صحيح، بالضبط نصف عدد جميع الأرقام، أي. لذا،

الصيغة العامة لمجموع الحدود الأولى لأي تقدم حسابي ستكون:

مثال:
أوجد مجموع جميع المضاعفات المكونة من رقمين.

حل:

أول رقم من هذا القبيل هو هذا. يتم الحصول على كل رقم لاحق عن طريق إضافة الرقم السابق. وهكذا فإن الأعداد التي تهمنا تشكل متوالية حسابية مع الحد الأول والفرق.

صيغة الحد العاشر لهذا التقدم:

كم عدد المصطلحات الموجودة في التقدم إذا كان يجب أن تتكون جميعها من رقمين؟

سهل جدا: .

سيكون الفصل الأخير من التقدم متساويًا. ثم المبلغ:

إجابة: .

الآن قرر بنفسك:

1. في كل يوم يركض الرياضي أمتارًا أكثر من اليوم السابق. ما إجمالي عدد الكيلومترات التي سيجريها في الأسبوع، إذا كان قد ركض في اليوم الأول كيلومترًا م؟
2. يقطع الدراج كيلومترات أكثر كل يوم مقارنة باليوم السابق. في اليوم الأول سافر كيلومترا. كم عدد الأيام التي يحتاجها للسفر لقطع كيلومتر واحد؟ ما عدد الكيلومترات التي سيقطعها في اليوم الأخير من رحلته؟
3. ينخفض ​​سعر الثلاجة في المتجر بنفس المقدار كل عام. حدد مقدار انخفاض سعر الثلاجة كل عام إذا تم طرحها للبيع مقابل روبل، وبعد ست سنوات تم بيعها مقابل روبل.

الإجابات:

1. الشيء الأكثر أهمية هنا هو التعرف على التقدم الحسابي وتحديد معالمه. في هذه الحالة (الأسابيع = الأيام). تحتاج إلى تحديد مجموع الشروط الأولى لهذا التقدم:
   .
   إجابة:
2. هنا يتم تقديمه: يجب العثور عليه.
   من الواضح أنك تحتاج إلى استخدام نفس صيغة المجموع كما في المشكلة السابقة:
   .
   استبدال القيم:

   من الواضح أن الجذر غير مناسب، لذا فإن الإجابة هي.
   لنحسب المسار الذي تم قطعه خلال اليوم الأخير باستخدام صيغة الحد العاشر:
   (كم).
   إجابة:

3. منح: . يجد: .
   لا يمكن أن يكون الأمر أبسط:
   (فرك).
   إجابة:

المتوالية العددية. باختصار عن الأشياء الرئيسية

هذا تسلسل رقمي يكون فيه الفرق بين الأرقام المتجاورة متساويًا ومتساويًا.

يمكن أن يكون التقدم الحسابي متزايدًا () ومتناقصًا ().

على سبيل المثال:

صيغة لإيجاد الحد النوني للتقدم الحسابي

يتم كتابته بواسطة الصيغة، حيث يوجد عدد الأرقام المتتالية.

خاصية أعضاء التقدم الحسابي

يتيح لك العثور بسهولة على مصطلح التقدم إذا كانت المصطلحات المجاورة له معروفة - أين يوجد عدد الأرقام في التقدم.

مجموع شروط التقدم الحسابي

هناك طريقتان لمعرفة المبلغ:

أين هو عدد القيم.

أين هو عدد القيم.

تعليمات

المتوالية الحسابية هي تسلسل على الشكل a1, a1+d, a1+2d..., a1+(n-1)d. رقم د الخطوة التقدمومن الواضح أن عموم الحد n التعسفي من الحساب التقدمله الشكل: An = A1+(n-1)d. ومن ثم التعرف على أحد الأعضاء التقدم، عضو التقدموالخطوة التقدم، يمكنك، أي عدد أعضاء التقدم. من الواضح أنه سيتم تحديده بالصيغة n = (An-A1+d)/d.

دعونا الآن نعرف المصطلح mth التقدموعضو آخر التقدم- ن، ولكن ن كما في الحالة السابقة، ولكن من المعروف أن ن و م لا تتطابق التقدميمكن حسابها باستخدام الصيغة: d = (An-Am)/(n-m). ثم n = (An-Am+md)/d.

إذا كان مجموع عدة عناصر من المعادلة الحسابية معروفا التقدموكذلك الأول والأخير، فيمكن أيضًا تحديد عدد هذه العناصر مجموع الحساب التقدمسيكون مساوياً لـ: S = ((A1+An)/2)n. ثم n = 2S/(A1+An) - chdenov التقدم. باستخدام حقيقة أن An = A1+(n-1)d، يمكن إعادة كتابة هذه الصيغة على النحو التالي: n = 2S/(2A1+(n-1)d). من هذا يمكننا التعبير عن n عن طريق حل معادلة من الدرجة الثانية.

المتتابعة الحسابية هي مجموعة مرتبة من الأرقام، يختلف كل عضو فيها، باستثناء الأول، عن سابقه بنفس المقدار. تسمى هذه القيمة الثابتة فرق التقدم أو خطوته ويمكن حسابها من المصطلحات المعروفة للتقدم الحسابي.

تعليمات

إذا كانت قيمتي الأول والثاني أو أي زوج آخر من الحدود المتجاورة معروفة من شروط المشكلة، لحساب الفرق (د) فما عليك سوى طرح السابق من الحد اللاحق. يمكن أن تكون القيمة الناتجة رقمًا موجبًا أو سالبًا - يعتمد ذلك على ما إذا كان التقدم يتزايد أم لا. بشكل عام، اكتب الحل لزوج عشوائي (aᵢ وaᵢ₊₁) من الحدود المتجاورة للتقدم كما يلي: d = aᵢ₊₁ - aᵢ.

بالنسبة لزوجين من مثل هذا التقدم، أحدهما هو الأول (a₁)، والآخر هو أي مصطلح آخر تم اختياره بشكل تعسفي، فمن الممكن أيضًا إنشاء صيغة لإيجاد الفرق (d). ومع ذلك، في هذه الحالة، يجب معرفة الرقم التسلسلي (i) للعضو الذي تم اختياره بشكل عشوائي في التسلسل. لحساب الفرق، أضف كلا الرقمين واقسم النتيجة الناتجة على الرقم الترتيبي لمصطلح عشوائي مخفض بمقدار واحد. بشكل عام، اكتب هذه الصيغة كما يلي: d = (a₁+ aᵢ)/(i-1).

إذا كان عضوًا آخر ذو الرقم الترتيبي u معروفًا، بالإضافة إلى عضو عشوائي في تقدم حسابي بالرقم الترتيبي i، فقم بتغيير الصيغة من الخطوة السابقة وفقًا لذلك. في هذه الحالة، سيكون الفرق (د) للتقدم هو مجموع هذين المصطلحين مقسومًا على الفرق بين أرقامهما الترتيبية: d = (aᵢ+aᵥ)/(i-v).

تصبح صيغة حساب الفرق (d) أكثر تعقيدًا إلى حد ما إذا كانت شروط المشكلة تعطي قيمة الحد الأول (a₁) والمجموع (Sᵢ) لعدد معين (i) من الحدود الأولى للتسلسل الحسابي. للحصول على القيمة المطلوبة، قم بتقسيم المجموع على عدد المصطلحات التي يتكون منها، واطرح قيمة الرقم الأول في التسلسل، وضاعف النتيجة. اقسم القيمة الناتجة على عدد الحدود التي تشكل المجموع المخفض بمقدار واحد. بشكل عام، اكتب صيغة حساب المميز كما يلي: d = 2*(Sᵢ/i-a₁)/(i-1).

مستوى اول

المتوالية العددية. النظرية التفصيلية مع الأمثلة (2019)

تسلسل رقمي

لذلك، دعونا نجلس ونبدأ في كتابة بعض الأرقام. على سبيل المثال:
يمكنك كتابة أي أرقام، ويمكن أن يكون هناك أي عدد تريده (في حالتنا، هناك). بغض النظر عن عدد الأرقام التي نكتبها، يمكننا دائمًا أن نقول أي واحد هو الأول، وأي واحد هو الثاني، وهكذا حتى الأخير، أي أنه يمكننا ترقيمها. وهذا مثال على التسلسل الرقمي:

تسلسل رقمي
على سبيل المثال، بالنسبة لتسلسلنا:

الرقم المخصص خاص برقم واحد فقط في التسلسل. بمعنى آخر، لا توجد ثلاثة أرقام ثانية في المتتابعة. الرقم الثاني (مثل الرقم رقم) هو نفسه دائمًا.
الرقم ذو الرقم يسمى الحد العاشر من التسلسل.

عادة ما نسمي التسلسل بأكمله بحرف ما (على سبيل المثال،)، وكل عضو في هذا التسلسل هو نفس الحرف مع فهرس يساوي رقم هذا العضو: .

في حالتنا هذه:

لنفترض أن لدينا تسلسلًا رقميًا يكون فيه الفرق بين الأرقام المتجاورة متساويًا ومتساويًا.
على سبيل المثال:

إلخ.
يسمى هذا التسلسل الرقمي بالتقدم الحسابي.
تم تقديم مصطلح "التقدم" من قبل المؤلف الروماني بوثيوس في القرن السادس وكان يُفهم بالمعنى الأوسع على أنه تسلسل عددي لا نهائي. تم نقل اسم "الحساب" من نظرية النسب المستمرة التي درسها اليونانيون القدماء.

هذا تسلسل رقمي، كل عضو فيه يساوي الرقم السابق مضافًا إلى نفس الرقم. يُسمى هذا الرقم بفارق التقدم الحسابي ويتم تحديده.

حاول تحديد التسلسلات الرقمية التي تعتبر تقدمًا حسابيًا وأيها ليست كذلك:

أ)
ب)
ج)
د)

فهمتها؟ دعونا نقارن إجاباتنا:
يكونالتقدم الحسابي - ب، ج.
ليسالتقدم الحسابي - أ، د.

دعنا نعود إلى التقدم المعطى () ونحاول إيجاد قيمة الحد العاشر الخاص به. موجود اثنينطريقة للعثور عليه.

1. الطريقة

يمكننا إضافة رقم التقدم إلى القيمة السابقة حتى نصل إلى الحد الرابع من التقدم. من الجيد أنه ليس لدينا الكثير لتلخيصه - ثلاث قيم فقط:

لذا فإن الحد العاشر للتقدم الحسابي الموصوف يساوي.

2. الطريقة

ماذا لو أردنا إيجاد قيمة الحد العاشر للتقدم؟ سيستغرق الجمع منا أكثر من ساعة، وليس حقيقة أننا لن نرتكب أخطاء عند جمع الأرقام.
بالطبع، توصل علماء الرياضيات إلى طريقة ليس من الضروري فيها إضافة فرق التقدم الحسابي إلى القيمة السابقة. ألق نظرة فاحصة على الصورة المرسومة... بالتأكيد قد لاحظت بالفعل نمطًا معينًا، وهو:

على سبيل المثال، دعونا نرى مما تتكون قيمة الحد العاشر من هذه التقدم الحسابي:


بعبارة أخرى:

حاول العثور على قيمة عضو في تقدم حسابي معين بنفسك بهذه الطريقة.

هل قمت بالحساب؟ قارن ملاحظاتك بالإجابة:

يرجى ملاحظة أنك حصلت على نفس الرقم تمامًا كما في الطريقة السابقة، عندما قمنا بإضافة شروط التقدم الحسابي إلى القيمة السابقة بشكل تسلسلي.
دعونا نحاول "نزع الطابع الشخصي" عن هذه الصيغة - فلنضعها بشكل عام ونحصل على:

معادلة التقدم الحسابي.

يمكن أن تكون التقدمات الحسابية متزايدة أو متناقصة.

في ازدياد- التقدم الذي تكون فيه كل قيمة لاحقة للمصطلحات أكبر من القيمة السابقة.
على سبيل المثال:

تنازلي- التتابعات التي تكون فيها كل قيمة لاحقة للمصطلحات أقل من القيمة السابقة.
على سبيل المثال:

تُستخدم الصيغة المشتقة في حساب الحدود في كل من الحدود المتزايدة والمتناقصة للتقدم الحسابي.
دعونا نتحقق من هذا في الممارسة العملية.
لقد حصلنا على تقدم حسابي يتكون من الأرقام التالية: دعونا نتحقق من الرقم الذي سيكون عليه هذا التقدم الحسابي إذا استخدمنا صيغتنا لحسابه:

منذ ذلك الحين:

وهكذا، نحن مقتنعون بأن الصيغة تعمل في كل من التقدم الحسابي المتناقص والمتزايد.
حاول العثور على الحدين العاشر والخامس لهذا التقدم الحسابي بنفسك.

دعونا نقارن النتائج:

خاصية التقدم الحسابي

دعونا نعقد المشكلة - سنستمد خاصية التقدم الحسابي.
لنفترض أن لدينا الشرط التالي:
- التقدم الحسابي، العثور على القيمة.
من السهل أن تقول وتبدأ في العد وفقًا للصيغة التي تعرفها بالفعل:

دعونا آه إذن:

صح تماما. اتضح أننا نجده أولاً ثم نضيفه إلى الرقم الأول ونحصل على ما نبحث عنه. إذا تم تمثيل التقدم بقيم صغيرة، فلا يوجد شيء معقد في الأمر، ولكن ماذا لو تم إعطاؤنا أرقامًا في الشرط؟ موافق، هناك احتمال ارتكاب خطأ في الحسابات.
فكر الآن فيما إذا كان من الممكن حل هذه المشكلة في خطوة واحدة باستخدام أي صيغة؟ بالطبع نعم، وهذا ما سنحاول إبرازه الآن.

دعونا نشير إلى الحد المطلوب للمتتابعة الحسابية، فصيغة إيجاده معروفة لدينا، وهي نفس الصيغة التي استنتجناها في البداية:
، ثم:

• المصطلح السابق للتقدم هو:
• المصطلح التالي للتقدم هو:

دعونا نلخص المصطلحات السابقة واللاحقة للتقدم:

اتضح أن مجموع الحدود السابقة واللاحقة للتقدم هو القيمة المزدوجة لمصطلح التقدم الموجود بينهما. بمعنى آخر، للعثور على قيمة مصطلح التقدم مع القيم السابقة واللاحقة المعروفة، تحتاج إلى إضافتها والقسمة عليها.

هذا صحيح، لقد حصلنا على نفس الرقم. دعونا تأمين المواد. احسب قيمة التقدم بنفسك، فالأمر ليس بالأمر الصعب على الإطلاق.

أحسنت! أنت تعرف كل شيء تقريبًا عن التقدم! يبقى أن نكتشف صيغة واحدة فقط، والتي، وفقًا للأسطورة، تم استنتاجها بسهولة لنفسه من قبل أحد أعظم علماء الرياضيات في كل العصور، "ملك علماء الرياضيات" - كارل غاوس...

عندما كان كارل غاوس يبلغ من العمر 9 سنوات، قام المعلم، المنشغل بفحص عمل الطلاب في الفصول الأخرى، بتعيين المهمة التالية في الفصل: "حساب مجموع جميع الأعداد الطبيعية من إلى (وفقًا لمصادر أخرى إلى) شاملة". تخيل مفاجأة المعلم عندما أعطى أحد طلابه (كان هذا كارل غاوس) بعد دقيقة واحدة الإجابة الصحيحة على المهمة، في حين أن معظم زملاء الفصل المتهورين، بعد حسابات طويلة، حصلوا على نتيجة خاطئة...

لاحظ الشاب كارل غاوس نمطًا معينًا يمكنك ملاحظته بسهولة أيضًا.
لنفترض أن لدينا تقدمًا حسابيًا يتكون من حدود -th: نحتاج إلى إيجاد مجموع هذه الحدود للتقدم الحسابي. بالطبع، يمكننا جمع كل القيم يدويًا، ولكن ماذا لو أردنا في المهمة العثور على مجموع حدودها، كما كان غاوس يبحث عنها؟

دعونا تصور التقدم المعطى لنا. ألق نظرة فاحصة على الأرقام المميزة وحاول إجراء عمليات رياضية مختلفة باستخدامها.


هل جربته؟ ماذا لاحظت؟ يمين! مجموعهما متساويان

أخبرني الآن، كم عدد هذه الأزواج الموجودة إجمالاً في التقدم الممنوح لنا؟ وبطبيعة الحال، بالضبط نصف جميع الأرقام، وهذا هو.
بناءً على حقيقة أن مجموع حدين من المتتابعة الحسابية متساويان، والأزواج المتشابهة متساوية، نحصل على أن المجموع الإجمالي يساوي:
.
وبالتالي، فإن صيغة مجموع الحدود الأولى لأي تقدم حسابي ستكون:

في بعض المسائل لا نعرف الحد الرابع، ولكننا نعرف الفرق في التقدم. حاول استبدال صيغة الحد الـ في صيغة المجموع.
على ماذا حصلت؟

أحسنت! الآن دعنا نعود إلى المشكلة التي تم طرحها على Carl Gauss: احسب بنفسك ما يساوي مجموع الأرقام التي تبدأ من -th ومجموع الأرقام التي تبدأ من -th.

كم لم تحصل عليه؟
وجد غاوس أن مجموع الحدود متساوي، ومجموع الحدود. هل هذا ما قررته؟

في الواقع، تم إثبات صيغة مجموع شروط التقدم الحسابي من قبل العالم اليوناني القديم ديوفانتوس في القرن الثالث، وطوال هذا الوقت، استفاد الأشخاص الأذكياء من خصائص التقدم الحسابي بشكل كامل.
على سبيل المثال، تخيل مصر القديمة وأكبر مشروع بناء في ذلك الوقت - بناء الهرم... وتظهر الصورة جانبًا واحدًا منه.

تقول أين التقدم هنا؟ انظر بعناية وابحث عن نمط في عدد الكتل الرملية في كل صف من جدار الهرم.


لماذا لا يكون التقدم الحسابي؟ احسب عدد الكتل اللازمة لبناء جدار واحد إذا تم وضع الطوب في القاعدة. أتمنى ألا تقوم بالعد أثناء تحريك إصبعك عبر الشاشة، هل تتذكر الصيغة الأخيرة وكل ما قلناه عن التقدم الحسابي؟

في هذه الحالة، يبدو التقدم كما يلي: .
فرق التقدم الحسابي.
عدد حدود التقدم الحسابي.
لنستبدل بياناتنا في الصيغ الأخيرة (احسب عدد الكتل بطريقتين).

طريقة 1.

الطريقة 2.

والآن يمكنك الحساب على الشاشة: مقارنة القيم التي تم الحصول عليها مع عدد الكتل الموجودة في هرمنا. فهمتها؟ أحسنت، لقد أتقنت مجموع الحدود النونية للتقدم الحسابي.
بالطبع، لا يمكنك بناء هرم من الكتل الموجودة في القاعدة، ولكن من؟ حاول حساب عدد الطوب الرملي اللازم لبناء جدار بهذه الحالة.
هل تستطيع فعلها؟
الإجابة الصحيحة هي الكتل:

تمرين

مهام:

1. ماشا تستعد لفصل الصيف. كل يوم تقوم بزيادة عدد القرفصاء. كم مرة ستمارس ماشا تمرين القرفصاء في الأسبوع إذا كانت تمارس القرفصاء في الجلسة التدريبية الأولى؟
2. ما هو مجموع جميع الأعداد الفردية الموجودة في.
3. عند تخزين السجلات، يقوم القائمون على قطع الأشجار بتكديسها بحيث تحتوي كل طبقة عليا على سجل واحد أقل من السجل السابق. كم عدد جذوع الأشجار الموجودة في البناء الواحد، إذا كان أساس البناء عبارة عن جذوع الأشجار؟

الإجابات:

1. دعونا نحدد معلمات التقدم الحسابي. في هذه الحالة
   (الأسابيع = الأيام).

   إجابة:في غضون أسبوعين، يجب على ماشا أن تفعل القرفصاء مرة واحدة في اليوم.

2. أول رقم فردي، الرقم الأخير.
   فرق التقدم الحسابي.
   عدد الأرقام الفردية هو النصف، ومع ذلك، دعونا نتحقق من هذه الحقيقة باستخدام صيغة العثور على الحد العاشر للتقدم الحسابي:

   الأرقام تحتوي على أرقام فردية.
   دعنا نستبدل البيانات المتاحة في الصيغة:

   إجابة:مجموع جميع الأعداد الفردية الموجودة فيه متساوي.

3. دعونا نتذكر مشكلة الأهرامات. في حالتنا، أ، نظرًا لأن كل طبقة عليا يتم تقليلها بسجل واحد، فهناك في المجمل مجموعة من الطبقات، أي.
   دعنا نستبدل البيانات في الصيغة:

   إجابة:هناك سجلات في البناء.

دعونا نلخص ذلك

1. - تسلسل رقمي يكون فيه الفرق بين الأرقام المتجاورة متساويًا ومتساويًا. يمكن أن تكون متزايدة أو متناقصة.
2. إيجاد الصيغةيُكتب الحد العاشر من المتوالية الحسابية بالصيغة - حيث يوجد عدد الأرقام في المتتابعة الحسابية.
3. خاصية أعضاء التقدم الحسابي- - أين هو عدد الأرقام في التقدم.
4. مجموع شروط التقدم الحسابييمكن العثور عليها بطريقتين:
   
   ، أين هو عدد القيم.

المتوالية العددية. مستوى متوسط

تسلسل رقمي

دعونا نجلس ونبدأ في كتابة بعض الأرقام. على سبيل المثال:

يمكنك كتابة أي أرقام، ويمكن أن يكون هناك أي عدد تريده. لكن يمكننا دائمًا أن نقول أي واحد هو الأول، وأي واحد هو الثاني، وما إلى ذلك، أي أنه يمكننا ترقيمها. وهذا مثال على التسلسل الرقمي.

تسلسل رقميهي مجموعة من الأرقام، يمكن تخصيص رقم فريد لكل منها.

بمعنى آخر، يمكن ربط كل رقم بعدد طبيعي معين، وعدد فريد. ولن نخصص هذا الرقم لأي رقم آخر من هذه المجموعة.

الرقم الذي يحمل الرقم يسمى العضو العاشر في التسلسل.

عادة ما نسمي التسلسل بأكمله بحرف ما (على سبيل المثال،)، وكل عضو في هذا التسلسل هو نفس الحرف مع فهرس يساوي رقم هذا العضو: .

من الملائم جدًا أن يتم تحديد الحد الرابع من التسلسل بواسطة صيغة ما. على سبيل المثال، الصيغة

يحدد التسلسل:

والصيغة هي التسلسل التالي:

على سبيل المثال، التقدم الحسابي هو متتابعة (الحد الأول هنا يساوي، والفرق هو). أو (، الفرق).

صيغة الحد النوني

نحن نطلق على الصيغة المتكررة، والتي من أجل معرفة الحد العاشر، تحتاج إلى معرفة الحد السابق أو عدة حدود سابقة:

للعثور، على سبيل المثال، على الحد العاشر للتقدم باستخدام هذه الصيغة، سيتعين علينا حساب التسعة السابقة. على سبيل المثال، السماح لها. ثم:

حسنًا، هل أصبح من الواضح الآن ما هي الصيغة؟

في كل سطر نضيف إليه مضروبًا في عدد ما. أيها؟ بسيط جدًا: هذا هو رقم العضو الحالي مطروحًا منه:

أكثر ملاءمة الآن، أليس كذلك؟ نحن نفحص:

تقرر لنفسك:

في المتوالية الحسابية، أوجد صيغة الحد النوني وأوجد الحد المائة.

حل:

الحد الأول متساوي. ماهو الفرق؟ إليك ما يلي:

(ولهذا سمي اختلافا لأنه يساوي اختلاف فترات المتوالية المتعاقبة).

لذلك، الصيغة:

فإن الحد المائة يساوي:

ما هو مجموع الأعداد الطبيعية من إلى؟

وفقًا للأسطورة، قام عالم الرياضيات العظيم كارل غاوس، وهو صبي يبلغ من العمر 9 سنوات، بحساب هذا المبلغ في بضع دقائق. ولاحظ أن مجموع الرقمين الأول والأخير متساوي، ومجموع الثاني وما قبل الأخير هو نفسه، ومجموع الثالث والثالث من النهاية هو نفسه، وهكذا. كم عدد هذه الأزواج في المجموع؟ هذا صحيح، بالضبط نصف عدد جميع الأرقام، أي. لذا،

الصيغة العامة لمجموع الحدود الأولى لأي تقدم حسابي ستكون:

مثال:
أوجد مجموع جميع المضاعفات المكونة من رقمين.

حل:

أول رقم من هذا القبيل هو هذا. يتم الحصول على كل رقم لاحق عن طريق إضافة الرقم السابق. وهكذا فإن الأعداد التي تهمنا تشكل متوالية حسابية مع الحد الأول والفرق.

صيغة الحد العاشر لهذا التقدم:

كم عدد المصطلحات الموجودة في التقدم إذا كان يجب أن تتكون جميعها من رقمين؟

سهل جدا: .

سيكون الفصل الأخير من التقدم متساويًا. ثم المبلغ:

إجابة: .

الآن قرر بنفسك:

1. في كل يوم يركض الرياضي أمتارًا أكثر من اليوم السابق. ما إجمالي عدد الكيلومترات التي سيجريها في الأسبوع، إذا كان قد ركض في اليوم الأول كيلومترًا م؟
2. يقطع الدراج كيلومترات أكثر كل يوم مقارنة باليوم السابق. في اليوم الأول سافر كيلومترا. كم عدد الأيام التي يحتاجها للسفر لقطع كيلومتر واحد؟ ما عدد الكيلومترات التي سيقطعها في اليوم الأخير من رحلته؟
3. ينخفض ​​سعر الثلاجة في المتجر بنفس المقدار كل عام. حدد مقدار انخفاض سعر الثلاجة كل عام إذا تم طرحها للبيع مقابل روبل، وبعد ست سنوات تم بيعها مقابل روبل.

الإجابات:

1. الشيء الأكثر أهمية هنا هو التعرف على التقدم الحسابي وتحديد معالمه. في هذه الحالة (الأسابيع = الأيام). تحتاج إلى تحديد مجموع الشروط الأولى لهذا التقدم:
   .
   إجابة:
2. هنا يتم تقديمه: يجب العثور عليه.
   من الواضح أنك تحتاج إلى استخدام نفس صيغة المجموع كما في المشكلة السابقة:
   .
   استبدال القيم:

   من الواضح أن الجذر غير مناسب، لذا فإن الإجابة هي.
   لنحسب المسار الذي تم قطعه خلال اليوم الأخير باستخدام صيغة الحد العاشر:
   (كم).
   إجابة:

3. منح: . يجد: .
   لا يمكن أن يكون الأمر أبسط:
   (فرك).
   إجابة:

المتوالية العددية. باختصار عن الأشياء الرئيسية

هذا تسلسل رقمي يكون فيه الفرق بين الأرقام المتجاورة متساويًا ومتساويًا.

يمكن أن يكون التقدم الحسابي متزايدًا () ومتناقصًا ().

على سبيل المثال:

صيغة لإيجاد الحد النوني للتقدم الحسابي

يتم كتابته بواسطة الصيغة، حيث يوجد عدد الأرقام المتتالية.

خاصية أعضاء التقدم الحسابي

يتيح لك العثور بسهولة على مصطلح التقدم إذا كانت المصطلحات المجاورة له معروفة - أين يوجد عدد الأرقام في التقدم.

مجموع شروط التقدم الحسابي

هناك طريقتان لمعرفة المبلغ:

أين هو عدد القيم.

أين هو عدد القيم.

على سبيل المثال، التسلسل \(2\); \(5\); \(8\); \(أحد عشر\)؛ \(14\)... هي متتابعة حسابية، لأن كل عنصر لاحق يختلف عن العنصر السابق بثلاثة (يمكن الحصول على العنصر السابق بإضافة ثلاثة):

في هذا التقدم، يكون الفرق \(d\) موجبًا (يساوي \(3\)) وبالتالي فإن كل حد تالٍ أكبر من الحد السابق. تسمى مثل هذه التقدمات في ازدياد.

ومع ذلك، يمكن أن يكون \(d\) أيضًا رقمًا سالبًا. على سبيل المثال، في التقدم الحسابي \(16\); \(10\); \(4\); \(-2\); \(-8\)... فرق التقدم \(d\) يساوي سالب ستة.

وفي هذه الحالة، سيكون كل عنصر تالي أصغر من العنصر السابق. وتسمى هذه التقدمات متناقص.

تدوين التقدم الحسابي

تتم الإشارة إلى التقدم بحرف لاتيني صغير.

يتم استدعاء الأرقام التي تشكل تقدمًا أعضاء(أو العناصر).

يتم الإشارة إليها بنفس الحرف كمتتالية حسابية، ولكن بمؤشر رقمي يساوي رقم العنصر بالترتيب.

على سبيل المثال، تتكون المتوالية الحسابية \(a_n = \left\( 2; 5; 8; 11; 14…\right\)\) من العناصر \(a_1=2\); \(a_2=5\); \(a_3=8\) وهكذا.

بمعنى آخر، بالنسبة للتقدم \(a_n = \left\(2; 5; 8; 11; 14…\right\)\)

حل مسائل التقدم الحسابي

من حيث المبدأ، فإن المعلومات المقدمة أعلاه كافية بالفعل لحل أي مشكلة تقدم حسابي تقريبًا (بما في ذلك تلك المقدمة في OGE).

مثال (أوجي). يتم تحديد التقدم الحسابي بالشروط \(b_1=7; d=4\). ابحث عن \(b_5\).
حل:

إجابة: \(b_5=23\)

مثال (أوجي). معطاة الحدود الثلاثة الأولى للمتتالية الحسابية: \(62; 49; 36…\) أوجد قيمة الحد السالب الأول من هذه المتوالية..
حل:

	لقد حصلنا على العناصر الأولى من المتتابعة ونعلم أنها متوالية حسابية. أي أن كل عنصر يختلف عن جاره بنفس العدد. دعنا نكتشف أي منها عن طريق طرح العنصر السابق من العنصر التالي: \(d=49-62=-13\).
	الآن يمكننا استعادة تقدمنا ​​إلى العنصر (السلبي الأول) الذي نحتاجه.
	مستعد. يمكنك كتابة إجابة.

إجابة: \(-3\)

مثال (أوجي). بمعرفة عدة عناصر متتالية للتقدم الحسابي: \(...5; x; 10; 12.5...\) أوجد قيمة العنصر المحدد بالحرف \(x\).
حل:

	للعثور على \(x\)، نحتاج إلى معرفة مدى اختلاف العنصر التالي عن العنصر السابق، بمعنى آخر، اختلاف التقدم. لنجدها من عنصرين متجاورين معروفين: \(d=12.5-10=2.5\).
	والآن يمكننا بسهولة العثور على ما نبحث عنه: \(x=5+2.5=7.5\).
	مستعد. يمكنك كتابة إجابة.

إجابة: \(7,5\).

مثال (أوجي). يتم تحديد التقدم الحسابي بالشروط التالية: \(a_1=-11\); \(a_(n+1)=a_n+5\) أوجد مجموع الحدود الستة الأولى من هذا التقدم.
حل:

	علينا إيجاد مجموع الحدود الستة الأولى للتقدم. ولكننا لا نعرف معانيها، ولم يُعطَ لنا سوى العنصر الأول. لذلك نقوم أولاً بحساب القيم واحدة تلو الأخرى باستخدام ما هو معطى لنا: \(ن=1\); \(a_(1+1)=a_1+5=-11+5=-6\) \(ن=2\); \(a_(2+1)=a_2+5=-6+5=-1\) \(ن=3\); \(a_(3+1)=a_3+5=-1+5=4\) وبعد حساب العناصر الستة التي نحتاجها، نجد مجموعها.
\(S_6=a_1+a_2+a_3+a_4+a_5+a_6=\) \(=(-11)+(-6)+(-1)+4+9+14=9\)	تم العثور على المبلغ المطلوب.

إجابة: \(S_6=9\).

مثال (أوجي). في التقدم الحسابي \(a_(12)=23\); \(أ_(16)=51\). أوجد الفرق في هذا التقدم.
حل:

إجابة: \(د=7\).

صيغ مهمة للتقدم الحسابي

كما ترون، يمكن حل العديد من المسائل المتعلقة بالتقدم الحسابي ببساطة عن طريق فهم الشيء الرئيسي - وهو أن التقدم الحسابي عبارة عن سلسلة من الأرقام، ويتم الحصول على كل عنصر لاحق في هذه السلسلة عن طريق إضافة نفس الرقم إلى العنصر السابق (الرقم اختلاف التقدم).

ومع ذلك، في بعض الأحيان تكون هناك مواقف يكون فيها اتخاذ القرار "المباشر" غير مريح للغاية. على سبيل المثال، تخيل أننا في المثال الأول لا نحتاج إلى العثور على العنصر الخامس \(b_5\)، ولكن العنصر الثلاثمائة والسادس والثمانين \(b_(386)\). هل يجب أن نضيف أربع \(385\) مرات؟ أو تخيل أنك تحتاج في المثال قبل الأخير إلى إيجاد مجموع العناصر الثلاثة والسبعين الأولى. سوف تتعب من العد..

لذلك، في مثل هذه الحالات، لا يحلون الأمور "مباشرة"، بل يستخدمون صيغًا خاصة مشتقة من التقدم الحسابي. وأهمها هي صيغة الحد n من التقدم وصيغة مجموع \(n\) الحدود الأولى.

صيغة الحد \(n\)الثالث: \(a_n=a_1+(n-1)d\)، حيث \(a_1\) هو الحد الأول من التقدم؛
\(n\) – عدد العنصر المطلوب;
\(a_n\) – مدة التقدم بالرقم \(n\).

تسمح لنا هذه الصيغة بالعثور بسرعة على العنصر الثلاثمائة أو العنصر المليون، بمعرفة العنصر الأول فقط والفرق في التقدم.

مثال. يتم تحديد التقدم الحسابي بالشروط: \(b_1=-159\); \(د=8.2\). ابحث عن \(b_(246)\).
حل:

إجابة: \(ب_(246)=1850\).

صيغة مجموع الحدود n الأولى: \(S_n=\frac(a_1+a_n)(2) \cdot n\)، حيث

\(a_n\) – الحد الأخير الملخص؛

مثال (أوجي). يتم تحديد التقدم الحسابي بالشروط \(a_n=3.4n-0.6\). أوجد مجموع الحدود \(25\) الأولى لهذا التقدم.
حل:

\(S_(25)=\)\(\frac(a_1+a_(25))(2 )\) \(\cdot 25\)		لحساب مجموع أول خمسة وعشرين حدًا، علينا معرفة قيمة الحدين الأول والخامس والعشرين. يتم إعطاء تقدمنا ​​من خلال صيغة الحد n اعتمادًا على رقمه (لمزيد من التفاصيل، انظر). لنحسب العنصر الأول عن طريق استبدال \(n\) بواحد.
\(n=1;\) \(a_1=3.4·1-0.6=2.8\)		والآن دعونا نوجد الحد الخامس والعشرين بالتعويض بخمسة وعشرين بدلاً من \(n\).
\(n=25;\) \(a_(25)=3.4·25-0.6=84.4\)		حسنًا، يمكننا الآن حساب المبلغ المطلوب بسهولة.
\(S_(25)=\)\(\frac(a_1+a_(25))(2)\) \(\cdot 25=\) \(=\) \(\frac(2.8+84.4)(2)\) \(\cdot 25 =\)\(1090\)		الجواب جاهز.

إجابة: \(س_(25)=1090\).

بالنسبة لمجموع \(n\) الحدود الأولى، يمكنك الحصول على صيغة أخرى: تحتاج فقط إلى \(S_(25)=\)\(\frac(a_1+a_(25))(2)\) \ (\cdot 25\ ) بدلاً من \(a_n\) استبدل الصيغة \(a_n=a_1+(n-1)d\). نحن نحصل:

صيغة مجموع حدود n الأولى: \(S_n=\)\(\frac(2a_1+(n-1)d)(2)\) \(\cdot n\)، حيث

\(S_n\) – المبلغ المطلوب لعناصر \(n\) الأولى؛
\(a_1\) – الحد المجمع الأول؛
\(د\) - فرق التقدم؛
\(n\) – عدد العناصر في المجموع.

مثال. أوجد مجموع الحدود \(33\)-ex الأولى للتقدم الحسابي: \(17\); \(15.5\); \(14\)…
حل:

إجابة: \(S_(33)=-231\).

مشاكل التقدم الحسابي الأكثر تعقيدًا

الآن لديك كل المعلومات التي تحتاجها لحل أي مسألة تقدم حسابي تقريبًا. دعونا ننهي الموضوع من خلال النظر في المسائل التي لا تحتاج فيها إلى تطبيق الصيغ فحسب، بل تحتاج أيضًا إلى التفكير قليلاً (قد يكون هذا مفيدًا في الرياضيات ☺)

مثال (أوجي). أوجد مجموع كل الحدود السلبية للتقدم: \(-19.3\); \(-19\); \(-18.7\)…
حل:

\(S_n=\)\(\frac(2a_1+(n-1)d)(2)\) \(\cdot n\)		المهمة مشابهة جدا للمهمة السابقة. نبدأ في حل نفس الشيء: أولاً نجد \(d\).
\(d=a_2-a_1=-19-(-19.3)=0.3\)		الآن أود استبدال \(d\) في صيغة المجموع... وهنا يظهر فارق بسيط - نحن لا نعرف \(n\). بعبارة أخرى، لا نعرف عدد الحدود التي يجب إضافتها. كيفية معرفة ذلك؟ دعونا نفكر. سوف نتوقف عن إضافة العناصر عندما نصل إلى العنصر الإيجابي الأول. أي أنك بحاجة إلى معرفة عدد هذا العنصر. كيف؟ دعونا نكتب الصيغة لحساب أي عنصر من عناصر التقدم الحسابي: \(a_n=a_1+(n-1)d\) في حالتنا.
\(a_n=a_1+(n-1)د\)
\(a_n=-19.3+(n-1)·0.3\)		نحتاج أن يصبح \(a_n\) أكبر من الصفر. دعونا نكتشف ماذا سيحدث \(n\) هذا.
\(-19.3+(n-1)·0.3>0\)
\((n-1)·0.3>19.3\) \(|:0.3\)		نقسم طرفي المتراجحة على \(0.3\).
\(n-1>\)\(\frac(19.3)(0.3)\)		ننقل ناقص واحد، دون أن ننسى تغيير العلامات
\(n>\)\(\frac(19.3)(0.3)\) \(+1\)		دعونا نحسب...
\(ن>65,333…\)		...ويتضح أن العنصر الموجب الأول سيكون له الرقم \(66\). وبناء على ذلك، فإن آخر سالب له \(n=65\). فقط في حالة، دعونا التحقق من هذا.
\(n=65;\) \(a_(65)=-19.3+(65-1)·0.3=-0.1\) \(n=66;\) \(a_(66)=-19.3+(66-1)·0.3=0.2\)		لذلك نحن بحاجة إلى إضافة العناصر \(65\) الأولى.
\(س_(65)=\) \(\frac(2 \cdot (-19.3)+(65-1)0.3)(2)\)\(\cdot 65\) \(S_(65)=\)\((-38.6+19.2)(2)\)\(\cdot 65=-630.5\)		الجواب جاهز.

إجابة: \(S_(65)=-630.5\).

مثال (أوجي). يتم تحديد التقدم الحسابي بالشروط: \(a_1=-33\); \(a_(n+1)=a_n+4\). أوجد المجموع من \(26\)العنصر \(42\) شاملاً.
حل:

\(a_1=-33;\) \(a_(n+1)=a_n+4\)	في هذه المشكلة، تحتاج أيضًا إلى إيجاد مجموع العناصر، ولكن ليس من الأول، بل من \(26\)الرقم. لمثل هذه الحالة ليس لدينا صيغة. كيف تقرر؟ من السهل - للحصول على المجموع من \(26\)الرقم \(42\)، يجب عليك أولاً العثور على المجموع من \(1\)الرقم إلى \(42\)ثم طرحه منه المجموع من الأول إلى (25) (انظر الصورة).
	بالنسبة لتقدمنا ​​\(a_1=-33\)، والفرق \(d=4\) (بعد كل شيء، نضيف الأربعة إلى العنصر السابق للعثور على العنصر التالي). بمعرفة ذلك نجد مجموع عناصر \(42\)-y الأولى.
\(س_(42)=\) \(\frac(2 \cdot (-33)+(42-1)4)(2)\)\(\cdot 42=\) \(=\)\(\frac(-66+164)(2)\) \(\cdot 42=2058\)	الآن مجموع العناصر \(25\) الأولى.
\(س_(25)=\) \(\frac(2 \cdot (-33)+(25-1)4)(2)\)\(\cdot 25=\) \(=\)\(\frac(-66+96)(2)\) \(\cdot 25=375\)	وأخيرًا، نحسب الإجابة.
\(S=S_(42)-S_(25)=2058-375=1683\)

إجابة: \(س=1683\).

بالنسبة للتقدم الحسابي، هناك العديد من الصيغ الأخرى التي لم نأخذها في الاعتبار في هذه المقالة بسبب فائدتها العملية المنخفضة. ومع ذلك، يمكنك العثور عليها بسهولة.