Натуральный ряд чисел N={ 1, 2, 3, 4, 5,....} есть арифметическая прогрессия с разностью d=1

1. Натуральный ряд чисел N={ 1, 2, 3, 4, 5,....} есть арифметическая прогрессия с разностью d=1.

2. Последовательность чисел 10, 8, 6, 4, 2, 0, -2, -4, ... есть арифметическая прогрессия с разностью d=-2/

Для задания арифметической прогрессии достаточно задать её первый член a1 и её разность d. Любой член арифметической прогрессии можно вычислить по формуле

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

Докажем эту формулу методом математической индукции.

а) При n=1 получим a1=a1+d(1-1)=a1. Следовательно формула верна.

б) Пусть k - любое натуральное число и пусть формула справедлива при n=k, то есть

ak=a1+d(k-1).

Докажем, что тогда формула верна и для следующего натурального числа n=k+1, то есть докажем, что

ak+1=a1+d(k).

По определению арифметической прогрессии имеем

ak+1=ak+d.

Подставим в это равенство выражение для ak, которое, согласно предположению индукции, считаем верным. Получим

ak+1=ak+d=a1+d(k-1)+d=a1+d(k).

Значит, формула (1) верна для всех n.

Задача 1. Курс воздушных ванн врачи рекомендуют начинать с 15 мин в 1-й день, а за тем увеличивать время этой процедуры каждый следующий день на 10 мин. Сколько дней следует принимать воздушные ванны в указанном режиме, чтобы достичь их максимальной продолжительности в 1 час 45 мин?

Решение. Продолжительность приёма воздушных ванн в каждый день представляет собой арифметическую прогрессию с первым членом a1=15 мини разностью d=10мин. Спрашивается, в какой день продолжительность достигает 1 час 45 мин, то есть 105 мин? Воспользуемся формулой (1) общего члена арифметической прогрессии:

an=a1+d(n-1)=105.

Отсюда получим

15+10(n-1)=105 или n=10 (дней).

Основное свойство арифметической прогрессии.

Последовательность a1, a2, a3, ..., an, ... является арифметической прогрессией тогда и только тогда, когда каждый её член, начиная со второго, равен среднему арифметическому двух соседних с ним членов, то есть

Формулы суммы n первых членов арифметической прогрессии:

2. Геометрической прогрессией называется последовательность не равных нулю чисел, каждый член которой, начиная со второго, равен предыдущему, умноженному на одно и то же число. Это постоянное число называется знаменателем прогрессии. Члены геометрической прогрессии обозначают через b1, b2, b3, ..., bn, ... , знаменатель прогрессии - через q.

Примеры.

1. Числа 5, 10, 20 ,40, ... образуют геометрическую прогрессию со знаменателем q=2 (возрастающую).

2. Числа 1; 0,1; 0,01; 0,001; ... образуют геометрическую прогрессию со знаменателем q=0,1 (убывающую).

3. Числа 3, -6, 12, -24, ... образуют геометрическую прогрессию со знаменателем q=-2 (отметим, что знаменатель может быть любым числом, не равным 0).

Для задания геометрической прогрессии достаточно задать её первый член b1 и её знаменатель q. Любой член геометрической прогрессии можно вычислить по формуле

bn=b1*q^(n-1) (3)

Докажем эту формулу также методом математической индукции.

а) При n=1 получим b1=b1*q^0=b1. Следовательно, формула верна.

б) Пусть k - любое натуральное число и пусть формула справедлива при n=k, то есть

bk= b1*q^(k-1).

По определению геометрической прогрессии имеем bk+1=bk*q. Подставим в это равенство выражение для bk, которое, согласно предположению индукции, считаем верным. Получим

bk+1= b1*q^(k-1)*q= b1*qk.

Значит формула (3) верна для всех n.

Основное свойство геометрической прогрессии.

Последовательность не равных нулю чисел b1, b2, b3, ..., bn, ... является геометрической прогрессией тогда и только тогда, когда квадрат каждого её члена, начиная со второго, равен произведению двух соседних с ним членов, то есть

bn^2=bn-1*bn+1, n³ 2.

Формулы суммы n первых членов геометрической прогрессии:

(4)

Sn=b1*n, q=1.

Задача 2. Согласно древней легенде индийский царь Шерам был восхищен новой игрой - шахматами и предложил её изобретателю - мудрецу Сете любую награду. Сете попросил плату пшеницей исходя из следующего расчёта: за первую клетку доски заплатить 1 зерно, за вторую 2 зерна, за третью 4 зерна, и т.д. - за каждую следующую клетку дать в 2 раза больше зёрен, чем за предыдущую. Сколько зёрен потребовал Сете за изобретение шахмат?

Решение. Последовательность чисел, которая показывает, сколько зёрен должен был заплатить царь за каждую из 64 клеток шахматной доски, является геометрической прогрессией с первым членом b1=1 и знаменателем q=2. Чтобы найти количество зёрен, нам надо найти сумму

S64=1+2+2^2+2^3+...+2^63.

Воспользуемся формулой (4) и получим

Это очень большое число. Если его посчитать, то получится 18446744073709551615 (восемнадцать квинтиллионов четыреста сорок шесть квадриллионов семьсот сорок четыре триллиона семьдесят три миллиарда семьсот девять миллионов пятьсот пятьдесят одна тысяча шестьсот пятнадцать !) К сожалению, при вычислении такого числа нельзя воспользоваться ни микрокалькулятором, ни персональным компьютером, так как это число содержит 20 цифр, а МК, например, даёт только восемь первых точных цифр, ПК - шестнадцать.

3. Бесконечно убывающей геометрической прогрессией называют геометрическую прогрессию, у которой модуль знаменателя меньше единицы, то есть q<1.

Сумма всех членов бесконечно убывающей геометрической прогрессии вычисляется по формуле

Проценты.

Процентом (от лат. “pro cento” - с сотни) числа называется сотая часть этого числа.

Три основные задачи на проценты таковы:

Задача 1. Найти указанный процент данного числа.

Для этого данное число умножается на число процентов; результат делится на 100, то есть

p% от числа a составляет

Задача 2. Найти число по данной величине указанного его процента.

Для этого данная величина делится на число процентов; результат умножается на 100, то есть

если p% от x равно b, то .

Задача 3. Найти выражение одного числа в процентах другого.

Для этого умножаем первое число на 100; результат делим на второе число, то есть

a от b составляет .

Указания. При решении задач на проценты необходимо твёрдо помнить, что:

1) при нахождении нескольких процентов от числа данное число принимается за 100%;

2) при нахождении числа по данным его процентам искомое число принимается за 100%;

3) при нахождении процентного отношения двух чисел за 100% принимается число, с которым сравнивается другое.