Dany jest wyraz ogólny nieskończonego ciągu arytmetycznego (bn): bn=10,5-n, n>1. Ile początkowych wyrazów tego ciągu należy wziąć do sumy,aby jej wartość była największa? Podaj te największą wartość.

Odpowiedź :

Odpowiedź:

Należy wziąć 9  wyrazów do sumy tego ciągu, aby wartość sumy była największa.

Największa wartość sumy wynosi   9•4 + 4,5 = 40,5

Szczegółowe wyjaśnienie:

W ciągu arytmetycznym każdy następny wyraz powstaje przez dodanie do wyrazu poprzedniego stałej różnicy  d = r  więc napiszemy kilka wyrazów tego ciągu:

a1 = a1

a2 = a1 + d

a3 = a2 + d = a1 + 2d

a4 = a3 + d = a1 + 3d

a5 = a4 + d = a1 + 4d     po tych kilku utworzonych wyrazach

_________________   możemy już napisać wzór ogólny ciągu:

an = a1 + (n-1)d

z tej zależności na an możemy sobie ułożyć równania (układ równań) czytając treść zadania.

Suma  n  wyrazów postępu arytmetycznego:  

Sn = n(a1 + an)/2,   to   podstawiając:   an = a1 + (n-1)d

otrzymamy  Sn = n[2a1 + (n - 1)d]/2

Rozwiniemy ten ciąg, napiszemy wyrazy ciągu:   bn = 10,5 - n,   n>1

8,5; 7,5; 6,5; 5,5; 4,5; 3,5; 2,5; 1,5; 0,5; -0,5; -1,5; -2,5; -3,5; ..., an.

Jak wynika z przedstawionej "ilustracji" - rozwinięcia wyrazów ciągu,

suma ciągu (wyrazów dodatnich) rośnie do wyrazu  9 - tego, następne wyrazy są ujemne, więc suma maleje.

Odpowiedź: Należy wziąć 9  wyrazów do sumy tego ciągu, aby wartość sumy była największa.

Sumę tych 9 - ciu wyrazów obliczymy następująco:

Utworzymy pary skrajnych dodatnich wyrazów ciągu:

8,5 + 0,5 = 9;  7,5 + 1,5 = 9;  6,5 + 2,5 = 9;  5,5 + 3,5 = 9

Mamy cztery pary o takiej samej sumie  9,  ale możemy wziąć tylko pierwszą parę:    S8 = (8,5 + 0,5)•8/2 = Sn = n(a1 + an)/2, z takiej analogii wywodzi się wzór na sumę  n - wyrazów ciągu arytmetycznego.

Wracając do sumy,  S8 = 9•4 = 36  (+ 4,5; bo wyraz  a5 = 4,5 został bez pary)

Odpowiedź:

Największa wartość sumy wynosi   9•4 + 4,5 = 40,5