דפי הסבר - סדרה חשבונית (בסיס) סכום איברי הסדרה

סדרה חשבונית

דף 2: סכום איברי הסדרה

🎯 מה זה סכום של סדרה?

סכום הסדרה = חיבור כל האיברים ביחד!

דוגמה פשוטה:

בסדרה: 2, 5, 8, 11, 14

הסכום = 2 + 5 + 8 + 11 + 14 = 40

💡 למה צריך נוסחה?

מה אם צריך לחבר 100 איברים? או 1000? 😅

הנוסחה חוסכת לנו הרבה חישובים!

📝 סימון הסכום

את הסכום מסמנים באות S (מהמילה Sum)

ליד ה-S רושמים כמה איברים מחברים:

סימון משמעות דוגמה (2, 5, 8, 11, 14, ...)
\(S_3\) סכום 3 האיברים הראשונים 2 + 5 + 8 = 15
\(S_4\) סכום 4 האיברים הראשונים 2 + 5 + 8 + 11 = 26
\(S_5\) סכום 5 האיברים הראשונים 2 + 5 + 8 + 11 + 14 = 40
\(S_n\) סכום n האיברים הראשונים הנוסחה הכללית

🔑 נוסחת הסכום

\(S_n = \frac{(a_1 + a_n) \cdot n}{2}\)

💡 הסבר הנוסחה:

  • \(a_1\) = האיבר הראשון
  • \(a_n\) = האיבר האחרון (האיבר ה-n)
  • n = כמות האיברים
  • \(\frac{a_1 + a_n}{2}\) = הממוצע של האיבר הראשון והאחרון

הסכום = ממוצע הקצוות × מספר האיברים

🔄 נוסחה חלופית:

\(S_n = \frac{n}{2} \cdot [2a_1 + (n-1)d]\)

שימושית כשלא יודעים את האיבר האחרון

✏️ דוגמה בסיסית

מצאו את סכום 5 האיברים הראשונים בסדרה: 3, 7, 11, 15, 19

שלב 1: זיהוי הנתונים

\(a_1 = 3\) (האיבר הראשון)

\(a_5 = 19\) (האיבר האחרון)

n = 5 (מספר האיברים)

שלב 2: הצבה בנוסחה

\(S_5 = \frac{(3 + 19) \cdot 5}{2} = \frac{22 \cdot 5}{2} = \frac{110}{2} = 55\)

בדיקה: 3 + 7 + 11 + 15 + 19 = 55 ✓

📝 תרגילים

תרגיל 13: בסדרה החשבונית: 12, 15, 18, ...

א. מצא את \(a_{10}\)

ב. מצא את סכום 10 האיברים הראשונים בסדרה.

פתרון:

\(a_1 = 12\), d = 15 − 12 = 3

א. \(a_{10} = 12 + (10-1) \times 3 = 12 + 27 = 39\)

ב. \(S_{10} = \frac{(12 + 39) \times 10}{2} = \frac{51 \times 10}{2} = \frac{510}{2} = 255\)

תרגיל 14: בסדרה החשבונית: 4, 5.5, 7, ...

א. מצא את האיבר ה-20 בסדרה.

ב. מצא את סכום 20 האיברים הראשונים בסדרה.

פתרון:

\(a_1 = 4\), d = 5.5 − 4 = 1.5

א. \(a_{20} = 4 + (20-1) \times 1.5 = 4 + 28.5 = 32.5\)

ב. \(S_{20} = \frac{(4 + 32.5) \times 20}{2} = \frac{36.5 \times 20}{2} = \frac{730}{2} = 365\)

תרגיל 15: בסדרה חשבונית שבעה איברים. סכום איברי הסדרה: 147. האיבר הראשון הוא 6.

א. מצא את הפרש הסדרה.

ב. מצא את האיבר האחרון.

פתרון:

\(a_1 = 6\), n = 7, \(S_7 = 147\)

א. נשתמש בנוסחה: \(S_n = \frac{n}{2}[2a_1 + (n-1)d]\)

\(147 = \frac{7}{2}[2 \times 6 + 6d]\)

\(147 = \frac{7}{2}[12 + 6d]\)

\(294 = 7(12 + 6d)\)

\(42 = 12 + 6d\)

\(6d = 30\)

\(d = 5\)

ב. \(a_7 = 6 + 6 \times 5 = 6 + 30 = 36\)

תרגיל 16: בסדרה חשבונית: 207, 200, 193, 186, ... מצא את סכום 12 האיברים הראשונים.

פתרון:

\(a_1 = 207\), d = 200 − 207 = −7

\(a_{12} = 207 + 11 \times (-7) = 207 - 77 = 130\)

\(S_{12} = \frac{(207 + 130) \times 12}{2} = \frac{337 \times 12}{2} = \frac{4044}{2} = 2022\)

תרגיל 17: בסדרה חשבונית 8 איברים. סכום איברי הסדרה הוא 168. האיבר הראשון הוא 7.

א. מצא את הפרש הסדרה.

ב. מצא את האיבר השישי.

פתרון:

\(a_1 = 7\), n = 8, \(S_8 = 168\)

א. \(168 = \frac{8}{2}[2 \times 7 + 7d]\)

\(168 = 4[14 + 7d]\)

\(42 = 14 + 7d\)

\(7d = 28\)

\(d = 4\)

ב. \(a_6 = 7 + 5 \times 4 = 7 + 20 = 27\)

תרגיל 18: בסדרה חשבונית האיבר השלישי הוא 6, והאיבר החמישי הוא 10.

א. מצא את הפרש הסדרה.

ב. מצא את האיבר הראשון בסדרה.

ג. בסדרה זו 21 איברים, מצא את סכום איברי הסדרה.

פתרון:

\(a_3 = 6\), \(a_5 = 10\)

א. מאיבר 3 לאיבר 5 יש 2 קפיצות:

\(2d = 10 - 6 = 4\)

\(d = 2\)

ב. \(a_3 = a_1 + 2d\)

\(6 = a_1 + 2 \times 2\)

\(a_1 = 6 - 4 = 2\)

ג. \(a_{21} = 2 + 20 \times 2 = 2 + 40 = 42\)

\(S_{21} = \frac{(2 + 42) \times 21}{2} = \frac{44 \times 21}{2} = \frac{924}{2} = 462\)

🌍 בעיות מילוליות

תרגיל 19: איגור החליט לחסוך כסף למטרת טיסה לתאילנד. בחודש הראשון הוא חסך 100 ₪ ובכל חודש חסך 10 ₪ יותר מהחודש הקודם לו.

א. כמה כסף חסך איגור בחודש ה-12?

ב. כמה כסף חסך סה"כ איגור ב-12 החודשים ביחד?

פתרון:

זו סדרה חשבונית: 100, 110, 120, ...

\(a_1 = 100\), d = 10

א. \(a_{12} = 100 + 11 \times 10 = 100 + 110 = 210\)

ב. \(S_{12} = \frac{(100 + 210) \times 12}{2} = \frac{310 \times 12}{2} = \frac{3720}{2} = 1860\)

תרגיל 20: סולם עם 16 שלבים, בנוי כך שכל שלב בסולם קצר מהשלב שמתחתיו ב-4 ס"מ.

סכום אורכי כל השלבים בסולם הוא 8 מטרים ו-64 ס"מ.

חשבו את אורכו של השלב התחתון בסולם.

פתרון:

n = 16, d = −4 (השלבים קצרים יותר ככל שעולים)

\(S_{16} = 864\) ס"מ (8 מטר ו-64 ס"מ)

נסמן את השלב התחתון (הראשון): \(a_1 = ?\)

\(S_{16} = \frac{16}{2}[2a_1 + 15 \times (-4)]\)

\(864 = 8[2a_1 - 60]\)

\(108 = 2a_1 - 60\)

\(2a_1 = 168\)

\(a_1 = 84\) ס"מ

תשובה: אורך השלב התחתון הוא 84 ס"מ

📋 סיכום נוסחאות

נוסחה שימוש
\(a_n = a_1 + (n-1)d\) מציאת איבר כללי
\(S_n = \frac{(a_1 + a_n) \cdot n}{2}\) סכום כשידוע האיבר האחרון
\(S_n = \frac{n}{2}[2a_1 + (n-1)d]\) סכום כשידוע d

📝 סיכום

\(S_n\) = סכום n האיברים הראשונים

\(S_n = \frac{(a_1 + a_n) \cdot n}{2}\)

הסכום = ממוצע הקצוות × מספר האיברים