Tematy

Wzory na ciąg arytmetyczny i geometryczny — jak stosować?

Kompletny zbiór wzorów na ciąg arytmetyczny i geometryczny z przykładami. Dowiedz się, kiedy i jak stosować każdy wzór na maturze z matematyki.

7 min czytania
zdaje.com
Ucz się, a nie tylko czytaj
Kursy + AI asystent + korepetycje — wszystko na zdaje.com
Ćwicz zadania za darmo

Ciąg arytmetyczny — definicja i wzory

Ciąg arytmetyczny to ciąg liczbowy, w którym różnica między kolejnymi wyrazami jest stała. Tę stałą różnicę oznaczamy literą rrr.

Jeśli a1=3a_1 = 3a1=3 i r=2r = 2r=2, to ciąg wygląda tak: 3,5,7,9,11,…3, 5, 7, 9, 11, \ldots3,5,7,9,11,

Ćwicz zadania za darmo

Wzór na n-ty wyraz ciągu arytmetycznego

an=a1+(n−1)⋅ra_n = a_1 + (n-1) \cdot ran=a1+(n1)r

Gdzie:

  • ana_nan — szukany wyraz
  • a1a_1a1 — pierwszy wyraz ciągu
  • nnn — numer wyrazu
  • rrr — różnica ciągu (r=an+1−anr = a_{n+1} - a_nr=an+1an)

Przykład: Znajdź a10a_{10}a10 ciągu arytmetycznego, w którym a1=4a_1 = 4a1=4 i r=3r = 3r=3.

a10=4+(10−1)⋅3=4+27=31a_{10} = 4 + (10-1) \cdot 3 = 4 + 27 = 31a10=4+(101)3=4+27=31

Wzór z dowolnym wyrazem początkowym

Czasem znasz wyraz aka_kak zamiast a1a_1a1. Wtedy:

an=ak+(n−k)⋅ra_n = a_k + (n-k) \cdot ran=ak+(nk)r

To ten sam wzór, tylko „startujesz" z innego wyrazu.

Suma n wyrazów ciągu arytmetycznego

Sn=(a1+an)⋅n2S_n = \frac{(a_1 + a_n) \cdot n}{2}Sn=2(a1+an)n

lub równoważnie (gdy nie znasz ana_nan):

Sn=(2a1+(n−1)r)⋅n2S_n = \frac{(2a_1 + (n-1)r) \cdot n}{2}Sn=2(2a1+(n1)r)n

Przykład: Oblicz sumę pierwszych 20 wyrazów ciągu 2,5,8,11,…2, 5, 8, 11, \ldots2,5,8,11,

  • a1=2a_1 = 2a1=2, r=3r = 3r=3
  • a20=2+19⋅3=59a_{20} = 2 + 19 \cdot 3 = 59a20=2+193=59
  • S20=(2+59)⋅202=61⋅202=610S_{20} = \frac{(2 + 59) \cdot 20}{2} = \frac{61 \cdot 20}{2} = 610S20=2(2+59)20=26120=610

Własność ciągu arytmetycznego

Każdy wyraz ciągu arytmetycznego (oprócz pierwszego i ostatniego) jest średnią arytmetyczną swoich sąsiadów:

an=an−1+an+12a_n = \frac{a_{n-1} + a_{n+1}}{2}an=2an1+an+1

Ta własność pojawia się bardzo często na maturze — jeśli w zadaniu masz trzy kolejne wyrazy ciągu arytmetycznego, od razu zapisz ten wzór.

Ciąg geometryczny — definicja i wzory

Ciąg geometryczny to ciąg, w którym iloraz kolejnych wyrazów jest stały. Ten stały iloraz oznaczamy literą qqq.

Jeśli a1=2a_1 = 2a1=2 i q=3q = 3q=3, to ciąg wygląda tak: 2,6,18,54,…2, 6, 18, 54, \ldots2,6,18,54,

Wzór na n-ty wyraz ciągu geometrycznego

an=a1⋅qn−1a_n = a_1 \cdot q^{n-1}an=a1qn1

Gdzie:

  • a1a_1a1 — pierwszy wyraz
  • qqq — iloraz ciągu (q=an+1anq = \frac{a_{n+1}}{a_n}q=anan+1)
  • nnn — numer wyrazu

Przykład: Znajdź a6a_6a6 ciągu geometrycznego, w którym a1=5a_1 = 5a1=5 i q=2q = 2q=2.

a6=5⋅26−1=5⋅32=160a_6 = 5 \cdot 2^{6-1} = 5 \cdot 32 = 160a6=5261=532=160

Suma n wyrazów ciągu geometrycznego

Dla q≠1q \neq 1q=1:

Sn=a1⋅1−qn1−qS_n = a_1 \cdot \frac{1 - q^n}{1 - q}Sn=a11q1qn

Przykład: Oblicz sumę 6 wyrazów ciągu 1,3,9,27,…1, 3, 9, 27, \ldots1,3,9,27,

S6=1⋅1−361−3=1−729−2=−728−2=364S_6 = 1 \cdot \frac{1 - 3^6}{1 - 3} = \frac{1 - 729}{-2} = \frac{-728}{-2} = 364S6=113136=21729=2728=364

Własność ciągu geometrycznego

Każdy wyraz ciągu geometrycznego (oprócz pierwszego i ostatniego) spełnia:

an2=an−1⋅an+1a_n^2 = a_{n-1} \cdot a_{n+1}an2=an1an+1

Czyli wyraz jest średnią geometryczną swoich sąsiadów.

Jak odróżnić ciąg arytmetyczny od geometrycznego?

Cecha Arytmetyczny Geometryczny
Stała Różnica rrr Iloraz qqq
Sprawdzenie an+1−an=ra_{n+1} - a_n = ran+1an=r an+1an=q\frac{a_{n+1}}{a_n} = qanan+1=q
Wzór na ana_nan a1+(n−1)ra_1 + (n-1)ra1+(n1)r a1⋅qn−1a_1 \cdot q^{n-1}a1qn1
Własność Średnia arytmetyczna Średnia geometryczna

Wskazówka maturalna: Jeśli w zadaniu wyrazy rosną o stałą wartość — to ciąg arytmetyczny. Jeśli rosną „coraz szybciej" (mnożenie) — geometryczny.

Ćwicz zadania za darmo

Kiedy stosować który wzór?

  • Szukasz konkretnego wyrazu → wzór na ana_nan
  • Szukasz sumy wielu wyrazów → wzór na SnS_nSn
  • Masz trzy kolejne wyrazy → własność (średnia arytmetyczna lub geometryczna)
  • Znasz dwa wyrazy i chcesz rrr lub qqq → ułóż układ równań z wzoru na ana_nan

Najlepsza strategia na maturę: wypisz dane z zadania, zidentyfikuj typ ciągu, wybierz odpowiedni wzór i podstaw. Większość zadań sprowadza się do podstawienia do jednego z powyższych wzorów.

Najczęściej zadawane pytania

Jaka jest różnica między ciągiem arytmetycznym a geometrycznym?
W ciągu arytmetycznym różnica między kolejnymi wyrazami jest stała (dodajemy r), a w geometrycznym stały jest iloraz kolejnych wyrazów (mnożymy przez q).
Jak obliczyć sumę ciągu arytmetycznego?
Suma n wyrazów ciągu arytmetycznego: S_n = (a_1 + a_n) · n / 2. Potrzebujesz pierwszego wyrazu, ostatniego wyrazu i liczby wyrazów.
Co to jest własność ciągu arytmetycznego?
Każdy wyraz ciągu arytmetycznego (poza skrajnymi) jest średnią arytmetyczną swoich sąsiadów: a_n = (a_{n-1} + a_{n+1}) / 2.
Jak znaleźć iloraz ciągu geometrycznego?
Iloraz q obliczamy dzieląc dowolny wyraz przez wyraz go poprzedzający: q = a_{n+1} / a_n. Wartość q jest stała dla całego ciągu.
Kiedy stosować wzór na sumę ciągu geometrycznego?
Wzór S_n = a_1 · (1 - q^n) / (1 - q) stosujemy, gdy q ≠ 1 i potrzebujemy sumy pierwszych n wyrazów ciągu geometrycznego.
Gwarancja 80% na maturze

Zacznij ćwiczyć — za darmo

Kursy wideo, adaptacyjne zadania i Zdajek AI. 7 dni na zwrot, bez karty kredytowej.

Ćwicz zadania za darmo