Aritmetická posloupnost

Kategorie: Nezařazeno (celkem: 23181 referátů a seminárek)

Informace o referátu:

Příbuzná témata



Aritmetická posloupnost

Aritmetická posloupnost je druh matematické posloupnosti. Hodnota n-tého členu je rovna součtu d a předešlého členu, kde d (rozdíl dvou po sobě jdoucích členů) se nazývá diference aritmetické posloupnosti, přičemž se předpokládá d
e 0.

Obsah

Vzorce

V následujících vzorcích označuje an n-tý člen aritmetické posloupnosti a d její diferenci. V některých případech jsou uvedeny dva tvary vzorců - pro případ, že prvním členem posloupnosti je a0 resp. a1. Pokud je uveden vzorec jediný, platí v obou případech.

Rekurentní zadání

  • , a_n = a_{n-1} + d

nebo

  • , a_{n+1} = a_n + d

Zadání vzorcem pro n-tý člen

  •  a_n = a_0 + ncdot d

nebo

  •  a_n = a_1 + (n - 1)cdot d

Vyjádření s-tého členu z r-tého

  •  a_s = a_r + (s-r)cdot d

Součet prvních n členů

  • s_n = frac{(a_0 + a_n)cdot (n+1)}{2}

nebo

  • s_n = frac{n cdot (a_1 + a_n)}{2} = n a_1 + frac{1}{2}n (n-1)d

Odvození vzorce pro součet prvních n členů

Předchozí vzorec lze odvodit následujícím způsobem.

Součet prvních n členů poslouposti lze spočítat „hrubou silou“ následovně:

s_n = a_1 + a_2 + ldots + a_n,

Vezměme v úvahu nejprve součty sudého počtu prvních n členů, tedy n = 2k:

Uvažujme dvojice tohoto typu (první a poslední člen, druhý a předposlední, atd.) jako součty :

a_1 + a_{2k} = a_1 + a_1 +(2k-1)d =  2a_1 + (2k-1) cdot d,
a_2 + a_{2k-1} = a_1 + d + a_1 + (2k-2) cdot d =  2a_1 + (2k-1) cdot d,
a_k + a_{2k-(k-1)} = a_1 + (k-1) cdot d + a_1 +(2k-(k-1)-1)) cdot d =  2a_1 + (2k-1) cdot d,

Všimněme si, že takovýchto dvojic je právě k a jejich jednotlivé součty jsou stále stejné, tedy celkový součet můžeme vyjádřit takto: libovolná z těchto dvojic (vezměme tu první) krát k (počet takovýchto dvojic).

s_n = k  cdot (a_1 + a_{2k}) = frac {n  cdot (a_1 + a_n)}{2}

Pro liché n bude úvaha obdobná, položme n = 2k + 1:

a_1 + a_{2k+1} = a_1 + a_1 +(2k)d =  2a_1 + (2k) cdot d,
a_2 + a_{2k} = a_1 + d + a_1 + (2k-1) cdot d =  2a_1 + (2k) cdot d,
a_k + a_{2k-(k-2)} = a_1 + (k-1) cdot d + a_1 +(2k-(k-2)-1)) cdot d =  2a_1 + (2k) cdot d.

Tedy opět vycházejí u k takovýchto dvojic stejné součty, ale nesmíme zapomenout na k + 1 člen, který nemá podle tohoto schématu jiný člen do dvojice, sečtěme ve dvojici ak + 1 + ak + 1:

a_{k+1} + a_{k+1} = a_1 + k cdot d + a_1 + k cdot d =  2a_1 + (2k) cdot d.

Opět vyšel stejný součet jako u předchozích dvojic. Do celkového součtu tedy musíme zahrnout k + frac {1}{2} dvojic:

s_n = (k + frac {1}{2}) cdot (a_1 + a_{2k+1})

Po dosazení za k ze vztahu n = 2k + 1 dostáváme stejný vzorec jako pro součet sudého počtu členů:

s_n = frac {n  cdot (a_1 + a_n)}{2}

tudíž tento vzorec platí pro libovolný počet prvních n členů.

Tento vzorec odvodil ve svých devíti letech (v roce 1786) německý matematik Carl Friedrich Gauss.


Příklad

Například je-li a0 = - 5 a d = 3, pak několik prvních členů aritmetické posloupnosti je: -5, -2, 1, 4, 7, 10, 13, …

Aritmetická řada

Součet členů aritmetické posloupnosti je označován jako arimetická řada.

Součet aritmetické řady je dán jako limita posloupnosti n-tých částečných součtů. Platí tedy

lim_{n 	o infty} s_n = pm infty,

kde kladné znaménko platí pro d > 0 a záporné pro d < 0.

Aritmetická řada je tedy divergentní.


Související články

Související články obsahuje
Portál Matematika


Nový příspěvek


Ochrana proti spamu. Kolik je 2x4?



Na-mobil.cz

Spřátelené weby

Přidat stránku k oblíbeným

Nejnovější v diskusi

Diskusní fórum »

TIP: Chcete zkrátit dlouho chvíli sobě nebo blízkému?
Klikněte na Puzzle-prodej.cz a vyberte si z 5000 motivů skladem!
TIP: Hračky a hry za dobré ceny?
Klikněte na Hračky obchod.cz a vyberte si z tisícovky hraček skladem!