Вернуться к содержанию учебника
Является ли последовательность \((x_n)\) арифметической прогрессией, если сумма первых \(n\) её членов может быть найдена по формуле:
а) \(S_n=-n^2+3n\);
б) \(S_n=2n^2-1\);
в) \(S_n=n^2+2n-8\);
г) \(S_n=6n+5\)?
Вспомните:
а) \(S_n=-n^2+3n\)
\(x_n=S_n-S_{n-1}\)
1) \(S_{n-1} = -(n-1)^2+3(n-1)=\)
\(=-(n^2 - 2n + 1) + 3n - 3=\)
\(=-n^2 +2n -1 + 3n - 3 =\)
\(=-n^2 + 5n - 4\).
2) \(x_n=(-n^2+3n)-\bigl(-n^2 + 5n - 4\bigr)=\)
\(=-\cancel{n^2} + 3n + \cancel{n^2} - 5n + 4 =\)
\(=-2n+4\).
3) \(x_{n+1}-x_n=-2(n+1) + 4 - (-2n + 4) =\)
\(=-\cancel{2n} - 2 + \cancel4 + \cancel{2n} - \cancel4 =-2\) - не зависит от \(n\), поэтому последовательность является арифметической прогрессией.
б) \(S_n=2n^2-1\)
\(x_n=S_n-S_{n-1}\)
1) \(S_{n-1} = 2(n-1)^2-1=\)
\(=2(n^2 - 2n + 1) - 1 =\)
\(=2n^2 - 4n + 2 - 1 =\)
\(=2n^2 - 4n + 1\).
2) \(x_n=(2n^2-1)-\bigl(2n^2 - 4n + 1\bigr)=\)
\(x_n=\cancel{2n^2}-\cancel1-\cancel{2n^2}+4n-2+\cancel1\)
\(=4n-2\)
\(x_{n+1}-x_n=(4(n+1)-2) - (4n - 2) =\)
\(=\cancel{4n} + 4 - \cancel2 - \cancel{4n} + \cancel2 =4\) - не зависит от \(n\), поэтому последовательность является арифметической прогрессией.
в) \(S_n=n^2+2n-8\)
\(x_n=S_n-S_{n-1}\)
1) \(S_{n-1} = (n-1)^2+2(n-1)-8 =\)
\(=n^2 -\cancel{2n} + 1 + \cancel{2n} -2 - 8=\)
\(=n^2 -9\)
2) \(x_n=(n^2+2n-8)-\bigl(n^2 -9\bigr)=\)
\(=\cancel{n^2}+2n-8-\cancel{n^2}+ 9 =\)
\(=2n+1\).
3) \(x_{n+1}-x_n=(2(n+1)+1) - (2n+1) =\)
\(=\cancel{2n} + 2 + \cancel1 - \cancel{2n} - \cancel1 = 2\) - не зависит от \(n\), поэтому последовательность является арифметической прогрессией.
г) \(S_n=6n+5\)
\(x_n=S_n-S_{n-1}\)
1) \(S_{n-1} = 6(n-1)+5 =\)
\(=6n - 6 + 5 = 6n - 1\).
2) \(x_n=(6n+5)-(6n - 1)=\)
\(=6n + 5 - 6n + 1=6\)
3) \(x_{n+1}-x_n=0\) - не зависит от \(n\), поэтому последовательность является арифметической прогрессией.
Пояснения:
Используемые правила и формулы:
1) Член последовательности выражается через суммы:
\[x_n=S_n-S_{n-1}.\]
2) Последовательность является арифметической, если разность соседних членов постоянна.
Вывод.
Во всех пунктах получилась формула вида \(x_n=an+b\), а значит разность соседних членов постоянна.
Вернуться к содержанию учебника