Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Ciągi liczbowe

Wyraz ogólny ciąguPodstawa

Naucz się korzystać ze wzoru na wyraz ogólny ciągu, odtwarzać kolejne wyrazy oraz sprawdzać, czy dana liczba występuje w ciągu.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


Wzór na wyraz ogólny ciągu pozwala obliczyć wartość dla dowolnego dopuszczalnego indeksu. Podstawiamy numer wyrazu za każde wystąpienie \(n\), a następnie wykonujemy działania. Odwrotne pytanie, czy dana liczba występuje w ciągu, wymaga rozwiązania równania względem indeksu.

Wzór jawny i dziedzina indeksów

Dla \(a_n=3n-1\), \(n\in\mathbb N_+\), mamy \(a_1=2\), \(a_2=5\), \(a_3=8\). Możemy od razu obliczyć \(a_{100}=299\), bez wypisywania poprzednich \(99\) wartości.

Wzór musi mieć sens dla każdego indeksu z podanej dziedziny. Na przykład \(\frac1{n-2}\) nie określa wyrazu przy \(n=2\), więc bez odpowiedniego ograniczenia lub dodatkowego określenia nie definiuje ciągu dla wszystkich \(n\ge1\).

Podstawienie numeru w całym wzorze

Dla \(b_n=\frac{2n-1}{n+1}\) obliczamy \(b_3=\frac{2\cdot3-1}{3+1}=\frac54\). Trójkę wstawiamy i do licznika, i do mianownika. Dolny indeks nie oznacza mnożenia całego ułamka przez \(3\).

Przy \(c_n=(-1)^n\) o wyniku decyduje parzystość indeksu: dla nieparzystych \(n\) wynik to \(-1\), dla parzystych \(1\). Jeden wzór może więc opisywać ciąg, który nie rośnie ani nie maleje.

Czy wskazana liczba jest wyrazem ciągu?

Sprawdźmy, czy \(41\) występuje w ciągu \(a_n=3n-1\). Szukamy nie wartości dla indeksu \(41\), lecz indeksu dającego wartość \(41\).

  1. Przyrównaj wzór do wskazanej wartości.\(3n-1=41\)
  2. Rozwiąż równanie względem indeksu.\(3n=42\ \Longrightarrow\ n=14\)
  3. Sprawdź, czy indeks należy do dziedziny.\(14\in\mathbb N_+\)
  4. Podstaw indeks z powrotem do wzoru.\(a_{14}=3\cdot14-1=41\)

Liczba \(41\) jest czternastym wyrazem. Natomiast \(40\) dawałoby \(n=\frac{41}{3}\), co nie jest dodatnią liczbą całkowitą. Nie istnieje wyraz o takim numerze.

Możliwe odpowiedzi na pytanie o indeks

Równanie może dać brak dopuszczalnego indeksu, jeden albo kilka indeksów. Dla \(a_n=(n-3)^2\) wartość \(1\) występuje przy \(n=2\) oraz \(n=4\). Oba numery są dozwolone i trzeba podać oba.

Dla \(a_n=2n\) równanie \(a_n=0\) daje \(n=0\), ale przy numerowaniu od \(1\) ten wynik odpada. W ciągu skończonym trzeba również sprawdzić górny limit indeksu; rozwiązanie \(n=14\) nie pasuje do ciągu mającego tylko dziesięć wyrazów.

Jak proponować wzór z reguły?

Jeśli wiadomo, że pierwszy wyraz to \(2\), a każdy następny jest o \(3\) większy, dojście do miejsca \(n\) wymaga \(n-1\) przyrostów. Otrzymujemy \(a_n=2+3(n-1)=3n-1\).

\[a_n=\text{pierwsza wartość}+(n-1)\cdot\text{stały przyrost}\]

Ten wzór dotyczy ciągu o stałej różnicy między kolejnymi wyrazami. Nie jest wzorem na dowolny ciąg.

Sama lista \(2,5,8,11\) nie dowodzi, że reguła „dodaj \(3\)” ma obowiązywać zawsze. Można zbudować inne wzory zgodne z tymi czterema liczbami. W pytaniu wyboru wolno porównać podane wzory z danymi, ale nie zakładaj jednoznaczności bez dodatkowej informacji.

Typowy błąd

\(2n=5\) daje \(n=\frac52\), więc \(5\) jest wyrazem ciągu \(a_n=2n\).Równanie ma rozwiązanie rzeczywiste, lecz nie dopuszczalny indeks naturalny.
Liczba \(5\) nie jest wyrazem tego ciągu.

Na końcu sprawdź dwie rzeczy osobno: czy obliczona wartość zgadza się z pytaniem i czy numer wyrazu jest dopuszczalny. Nie zaokrąglaj indeksu ułamkowego do całkowitego.

Najczęstsze pytania

Jak sprawdzić, czy liczba jest wyrazem ciągu?
Przyrównaj wzór do tej liczby, rozwiąż równanie względem \(n\) i sprawdź, czy otrzymane indeksy należą do podanej dziedziny.
Czy kilka pierwszych wyrazów jednoznacznie wyznacza dalszy ciąg?
Nie. Potrzebna jest reguła lub dodatkowe założenia. Różne wzory mogą zgadzać się dla kilku początkowych indeksów i różnić później.

Poćwicz

ABCD

Równanie szukające indeksu daje \(n=\frac83\). Czy to dopuszczalny numer wyrazu przy \(n\in\mathbb N_+\)?

ABCD

Oblicz \(a_{10}\) dla \(a_n=n^2-1\).

ABCD

Dla \(a_n=7-2n\) wartość \(a_3\) to:

ABCD

Czy 28 jest wyrazem \(a_n=4n\)?

ABCD

Czy 10 jest wyrazem \(a_n=3n+2\)?

ABCD

Pierwszy wyraz wynosi \(2\), a każdy następny jest o \(3\) większy. Który wzór opisuje ten ciąg dla \(n\ge1\)?

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)