Aritmeetilise jada esimese n liikme summa

  • Jada liikmete summa

Jada summa

Jada liikmete liitmine

Valemi tuletus

Uuri skeemi ja tuleta reegel aritmeetilise jada n liikme liitmiseks. Kaks lahendust on järgmisel kahel slaidil.

Näeme, et summa Sn sisaldab n korda esimest liiget a1 ja ülejäänud osa moodustavad jada vahed d astmelise kolmnurga kujul.

Selgitus 1

Täisnurkne kolmnurk kaatetitega (n – 1)d külge sisaldab 12n-12 vahet d

Lisada tuleb veel hüpotenuusi kohal olevad (n – 1) poolikut vahet d. Kokku saame

12n - 12 + 12n - 1 d =

= 12n-12 + n-1 d =

= 12n - 1n - 1 + 1d =

= 12nn - 1d .

Seega,

 Sn = na1 + 12nn - 1d =

= 122a1 + n - 1d n .

Kui teha asendus a1 + (n – 1)d = an, saame

Sn = a1 + an2 · n .

Selgitus 2

Vaatleme aritmeetilist jada

a1; a2; a3; ...; an; ...,

mille vahe on d ja esimese n liikme summa Sn.

Et summa ei sõltu liidetavate järjekorrast, siis võime Sn kirja panna kahte moodi. Esimesel juhul on jada liikmete indeksid kasvavas, teisel juhul kahanevas järjestuses.

Kui liidame võrduste vastavad pooled, saame vasakul pool kahekordse summa 2Sn. Kuid võrduste paremal pool on kõigi kohakuti olevate liikmete summa üks ja seesama. See tuleneb sellest, et kohakuti olevate liikmete indeksite summa on kõikjal sama ja nimelt (n + 1). Indeksist aga sõltub (vastavalt üldliikme valemile), mitu jada vahet tuleb lisada esimesele liikmele a1, et saada konkreetne liige ak.

Seega saame võrduse 2Sn = n(a1 + an).

Aritmeetilise jada summa

Aritmeetilise jada esimese n liikme summa on võrdne n-kordse esimese ja viimase liikme poolsummaga.

Sn=a1+an2·n

Sn=122a1+n-1dn

Märka

Valemi võib kirja panna ka kujul

Sn = a1 + an · n2 ​

või 

Sn = a1 + an · n2 .

Näited

Näide 1

Leiame 100­st väiksemate paaritute naturaalarvude summa.

Lahendus

  1. Peame leidma summa

1 + 3 + 5 + ... + 95 + 97 + 99.

  1. Paaritud arvud 1­st 99­ni moodustavad aritmeetilise jada, milles on 50 liiget.
    ​Liidame esimese ja viimase liikme, teise ja eelviimase, kolmanda ja lõpust kolmanda liikme jne.
    ​Saame 25 võrdset summat.

1 + 99 = 100
​3 + 97 = 100
​...
49 + 51 = 100

  1. Näeme, et kõik summad on võrdsed ja võrduvad 100­ga. Seega on otsitav summa 

25 ⋅ 100 = 2500.

Vastus 

Paaritute 100­st väiksemate naturaalarvude summa on 2500.

Leiame kõigi sajast väiksemate paaris­naturaalarvude summa.

Andmed

  • a1
  • an
  • d
  • Jada summa Sn = ?

Üldliikme valem
an = a1 + (n – 1)d

Summa valem
Sn=a1+an2·n

Lahendus

  1. Leiame jada liikmete arvu, kasutades üldliikme valemit.
    Siit 98 = 2 + (n – 1) ⋅ 2,
    millest n
  2. Summa arvutame summa valemi  abil.
    S = + 2 ·

Vastus

Sajast väiksemate paaris­naturaalarvude summa on 

  • 2500
  • 2450
  • 2550
  • 2400

Antud

  • a1 = 5
  • an = –13
  • d = –3

Lahendus

  1. Lohista valemisse õiged arvud ja leia liikmete arv n.
  • –13
  • +1
  • 5
  • –3
  • –1
  • 7
  • 8
  • 6

 =  + (n )()

n

  1. Jada n liikme summa on
  • –28
  • 28
  • 63
  • –32
  • –24
  • 32

Harjuta ja treeni

Märka

Ülesannetes nimetame jadadeks ka jadade osi, milles on lõplik arv järjestikuseid liikmeid.

Jada elemendid

Leia jada esimene liige, jada vahe ja määra jada liik, kui antud on suvaline jada liige ja n-liikme summa.

  • S5 = –25
  • a5 = –5
  1. Arvuta viie liikme summa valemist a1.
    a1
  2. Leia üldliikme valemist jada vahe.

Vastus

d ja a1. Jada on 

  • S11 = 220
  • a5 = 17
  1. Avalda üldliikme a5 valemist a1.
  • a1 = 4d – 17
  • a1 = –4d – 17
  • a1 = –4d + 17
  • a1 = 2d – 17
  • a1 = –2d – 17
  1. Avalda 11 liikme summa valemist a1.
  • a1 = 5d – 20
  • a1 = –5d + 20
  • a1 = –5d + 5
  • a1 = 2d – 20
  • a1 = –2d – 5
  1. Leia jada vahe, võrdsustades 1. ja 2. punkti seosest.
  2. Leia jada esimene liige, kasutades jada vahet.

Vastus

d ja a1. Jada on 

Kolm summat

Vaata liidetavaid kui jada liikmeid ja leia summa või summa abil x.

5,4 + 7,5 + 9,6 + 11,7 + ... + 45,3

  • a1
  • d
  • n 

Vastus

Nende arvude summa on .

2,6 + 6 + 9,4 + 12,8 + ... + 77,4

  • a1
  • d
  • n

Vastus

Nende arvude summa on .

(24– x) + (31 – x) + ...+ (94 – x) = 616

  • a1
  • d
  • Sn
  • n

Vastus 

x

Ülesandeid igapäevaelust

  1. Istekohtade arvud ridade kaupa moodustavad aritmeetilise jada.
    • a1 
    • d
    • Sn
  2. Ridade arvu n saab leida summa valemi järgi koostatud ruutvõrrandist.
  • 8n2 + 22n – 1065 = 0
  • 4n2 = 1054
  • 4n2 + 11n = 1065
  1. Üks lahenditest ei sobi, sest
  • ridade arv ei saa olla negatiivne.
  • ridade arv peab olema täisarv.

Vastus

Amfiteatris on  rida.

Kinoklubi kaardiga on iga järgmine kinopilet alates 21. piletist 5 senti odavam kui eelmine, kuid mitte odavam kui 1,5 eurot. 36 õpilasega klass ostab sellise kaardiga piletid.  Üksikpileti hind on 6 eurot.

  1. Täishinnaga (6 euroga) ostetakse  piletit ja nende eest tuleb tasuda   eurot.
  2. Ülejäänud piletid moodustavad  aritmeetilise jada, mille esimene liige on 5,95 eurot.
  3. Kõige odavam pilet maksab  eurot.  
  4. Terve klassi piletid maksavad kokku  eurot.
  5. Täishinnaga oleksid piletid maksma läinud  eurot. Rahaline võit on  eurot. 

Vastus

Rahaline võit on ligikaudu  protsenti.

Mõõtmiste kogusumma on 72 ühikut. Iga järgmine mõõtmine erineb eelmisest 3,2 ühiku võrra ning esimese mõõtmise tulemus oli 4 ühikut.

  • a1
  • d 
  • Sn
  • Leida tuleb
  • n
  • Sn
  • an
  1. Otsitava leidmiseks tuleb koostada võrrand aritmeetilise jada  valemi järgi.
  2. Teisenda võrrand taandatud kujule.
    n2 = 0
    Ruutvõrrandi lahenditest vastab vaid üks ülesande tingimustele.

Vastus

Tehtud on  mõõtmist.

Langevarjur

Uurime langevarjuri hüpet enne langevarju avanemist (õhutakistust ei arvesta). Vabalt langev keha kukub esimese sekundi jooksul 4,9 m ja igal järgmisel sekundil 9,8 m rohkem kui eelmisel.

  1. Langevarjuri läbitud vahemaad moodustavad aritmeetilise jada, mille esimene liige ja jada vahe on
    • a1 m,
    • d m.
  2. Leia kaheteistkümnendal sekundil langetud vahemaa ehk jada 12. liige.
    a12 m

Vastus

12. sekundil langeb langevarjur  meetrit.

  1. Langevarjuri läbitud vahemaad moodustavad aritmeetilise jada, mille esimene liige ja jada vahe on
    • a1 m,
    • d m. 
  2. Leia jada viies liige (viiendal sekundil langetud vahemaa).
    a5 =  m

Vastus

Esimese viie sekundiga langetud vahemaa (S5) on 
  meetrit.

  1. Langevarjuri läbitud vahemaad moodustavad aritmeetilise jada, mille esimene liige ja jada vahe on
    • a1 = 4,9 m
    • d = 9,8 m.
  2. Otsitava langemisaja leidmiseks kasuta summa valemit
    Sn =   1 2 [2a1 + (n – 1)d] ⋅ n,
    kus n on otsitav aeg sekundites.
  • 9,8
  • n
  • 490
  • 4,9
  • 2

1 2 [ + (n – 1)]⋅ = 

  1. Lahenda koostatud võrrand. Ülesande tingimustega ei sobi lahend
  • –10
  • 10

Vastus

Langemisaeg on  sekundit.

Jäta meelde

  • Sn = a1 + an2·n
  • Sn = 0,5na1 + an
  • Sn = 2a1 + n - 1d2 · n
  • Sn = 0,5n2a1 + n - 1d