Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Jednym ze sposobów określenia ciągu jest podanie wzoru na n–ty wyraz tego ciągu. Wzór ten nazywamy też wzorem ogólnym ciągu. Na podstawie wzoru ogólnego można podać wiele własności ciągu i określić dowolny jego wyraz.

Uwaga!

W tym materiale będziemy zakładać, że dany ciąg liczbowy określony jest dla n+.

Przykład 1

Ciąg an określony jest wzorem ogólnym an=n·2n-1. Obliczymy wyrazy a1, a10, an+1.

Do wzoru ciągu w miejsce n podstawiamy kolejno: 1, 10, n+1.

a1=1·21-1=1

a10=10·210-1=10·29=10·512=5120

an+1=n+1·2n+1-1=n·2n+2n

Przykład 2

Wyznaczmy te wyrazy ciągu bn określonego wzorem ogólnym bn=n2n-11+36n-1, które są równe 0.

Przekształcamy wzór ogólny ciągu, wykonując wskazane działania.

bn=n2n-11+36n-1

bn=n3-11n2+36n-36

Chcemy rozłożyć na czynniki wyrażenie po prawej stronie znaku równości. Zapisujemy więc prawą stronę równości tak, aby można było pogrupować odpowiednio wyrazy i wyłączyć wspólny czynnik przed nawias.

bn=n3-9n2-2n2+18n+18n-36

bn=n3-2n2-9n2-18n+18n-36

bn=n2n-2-9nn-2+18n-2

bn=n-2n2-9n+18

Pozostaje jeszcze rozłożyć na czynniki wyrażenie w nawiasie.

bn=n-2n2-6n-3n+18

bn=n-2nn-6-3n-6

bn=n-2n-3n-6

Szukamy wyrazów ciągu, które są równe 0.

0=n-2n-3n-6

n-2=0n=2

n-3=0n=3

n-6=0n=6

Wszystkie otrzymane liczby są naturalne, zatem równe 0 są wyrazy b 2 , b 3 , b 6 .

Przykład 3

Określimy, ile wyrazów ciągu an określonego wzorem ogólnym an=5n-10n to liczby całkowite.

Przekształcamy wzór ciągu tak, aby wyrażenie po prawej stronie zapisać w postaci sumy liczby całkowitej i ułamka algebraicznego.

an=5n-10n=5nn-10n

an=5-10n

Aby wyrażenie 5-10n przyjmowało wartości całkowite, liczba n musi być dzielnikiem liczby 10.

Zatem n1, 2, 5, 10. Cztery wyrazy ciągu to liczby całkowite.

Przykład 4

Znajdziemy najmniejszy wyraz ciągu bn określonego wzorem ogólnym bn=n2-17n-29.

Wykres ciągu bn składa się z punktów leżących na paraboli, będącej wykresem funkcji fx=x2-17x-29. Ramiona paraboli skierowane są ku górze, więc najmniejsza wartość funkcji f znajduje się w wierzchołku paraboli.

Znajdujemy pierwszą współrzędną wierzchołka paraboli.

xw=172=8,5

Interesujące nas argumenty muszą być liczbami całkowitymi. Zatem x=8 lub x=9.

Czyli n=8 lub n=9. Obliczamy i porównujemy wartości wyrazów b8b9.

b8=82-17·8-29=64-136-29=-101

b9=92-17·9-29=81-153-29=-101

b8=b9

Dwa najmniejsze wyrazy ciągu to b8b9.

Nie zawsze znamy wzór lub regułę określającą ciąg. Mając  danych tylko kilka początkowych wyrazów ciągu, trzeba  samodzielnie odkryć ogólną zasadę. W prostych przypadkach odkrycie takiej reguły nie przedstawia większych trudności. Jednak nie zawsze tak jest.

Przykład 5

Kolejne początkowe wyrazy ciągu an to: 12, 43, 94, 165, 256, ... Wykażemy, że liczba a9+a99 jest większa od 100.

Znajdziemy najpierw wyraz ogólny ciągu.

Zauważmy, że liczniki ułamków to kwadraty kolejnych liczb naturalnych dodatnich. Mianowniki to kolejne liczby naturalne, począwszy od 2. Zatem:

a1=121+1

a2=222+1

a3=323+1

a4=424+1

...

...

an=n2n+1

Obliczamy sumę a9+a99.

a9+a99=929+1+99299+1=8110+9801100

a 9 + a 99 = 10611 100 = 106 , 11 > 100

Suma ciągu
Definicja: Suma ciągu

Sumą n początkowych wyrazów ciągu an nazywamy wyrażenie

S n = a 1 + a 2 + . . . + a n ,

gdzie n+.

Przykład 6

Obliczymy wyrazy a1a6 ciągu an, w którym sumasuma ciągusuma n początkowych wyrazów określona jest wzorem

Sn=n+1n-2

Obliczamy pierwszy wyraz ciągu.

a1=S1=2·-1=-2

Zauważmy, że

an=Sn-Sn-1

Obliczamy szósty wyraz ciągu.

a6=S6-S5

a6=7·4-6·3=28-18=10

Słownik

suma ciągu
suma ciągu

sumą n początkowych wyrazów ciągu an nazywamy wyrażenie

S n = a 1 + a 2 + . . . + a n ,

gdzie n+