סדרה חשבונית - סכום איברים אחרונים

סדרה חשבונית

סכום איברים אחרונים

🎯 מה הבעיה?

הנוסחה \(S_n = \frac{(a_1 + a_n) \cdot n}{2}\) מחשבת את סכום n האיברים הראשונים.

אבל מה אם רוצים לחשב סכום שלא מתחיל מ-\(a_1\)?

❌ לא קיימת נוסחה ישירה לסכום איברים אחרונים!

אבל יש שתי שיטות מעולות לפתור את זה 👇

📌 דוגמה מובילה

נתונה סדרה חשבונית עם 19 איברים, הפרשה d.

מצא את: \(a_{12} + a_{13} + a_{14} + ... + a_{19}\)

כלומר: סכום 8 האיברים האחרונים (מאיבר 12 עד 19)

a₁, a₂, ... , a₁₁ a₁₂, a₁₃, ... , a₁₉ S₁₁ מה שאנחנו רוצים S₁₉

✅ דרך א': חיסור סכומים

הרעיון: אם נחסר מ-\(S_{19}\) את \(S_{11}\), נקבל את הסכום מ-\(a_{12}\) עד \(a_{19}\)

\(a_{12} + a_{13} + ... + a_{19} = S_{19} - S_{11}\)

a₁ + a₂ + ... + a₁₁ + a₁₂ + ... + a₁₉ = S₁₉ a₁ + a₂ + ... + a₁₁ = S₁₁ = a₁₂ + ... + a₁₉

📐 נוסחה כללית:

\(a_k + a_{k+1} + ... + a_n = S_n - S_{k-1}\)

סכום מאיבר k עד איבר n = \(S_n\) פחות \(S_{k-1}\)

✅ דרך ב': חישוב ישיר (סדרה חדשה)

הרעיון: מתייחסים לאיברים האחרונים כסדרה חשבונית חדשה!

בדוגמה שלנו:

הסכום \(a_{12} + a_{13} + ... + a_{19}\) הוא סכום של סדרה חשבונית:

  • מספר האיברים: 8 איברים (מ-12 עד 19)
  • האיבר הראשון של הסדרה החדשה: \(a_{12}\)
  • האיבר האחרון של הסדרה החדשה: \(a_{19}\)
  • ההפרש: אותו d כמו בסדרה המקורית

📐 נוסחה:

\(a_{12} + ... + a_{19} = \frac{(a_{12} + a_{19}) \cdot 8}{2}\)

✏️ דוגמה מספרית מלאה

נתון: סדרה חשבונית: 3, 7, 11, 15, ...

מצא: סכום האיברים מ-\(a_5\) עד \(a_{10}\)

נתונים: \(a_1 = 3\), \(d = 4\)

דרך א' - חיסור סכומים:

נחשב \(S_{10}\):

\(a_{10} = 3 + 9 \times 4 = 39\)

\(S_{10} = \frac{(3 + 39) \times 10}{2} = \frac{420}{2} = 210\)

נחשב \(S_4\):

\(a_4 = 3 + 3 \times 4 = 15\)

\(S_4 = \frac{(3 + 15) \times 4}{2} = \frac{72}{2} = 36\)

סכום מ-\(a_5\) עד \(a_{10}\): \(S_{10} - S_4 = 210 - 36 = 174\)

דרך ב' - חישוב ישיר:

מספר האיברים מ-5 עד 10: \(10 - 5 + 1 = 6\) איברים

\(a_5 = 3 + 4 \times 4 = 19\)

\(a_{10} = 39\) (כבר חישבנו)

סכום: \(\frac{(19 + 39) \times 6}{2} = \frac{58 \times 6}{2} = \frac{348}{2} = 174\)

⚖️ מתי להשתמש בכל שיטה?

  דרך א' (חיסור) דרך ב' (ישיר)
נוסחה \(S_n - S_{k-1}\) \(\frac{(a_k + a_n) \cdot m}{2}\)
יתרון פשוט אם כבר יש \(S_n\) ישיר יותר
טוב במיוחד כשיש נוסחה ל-\(S_n\) את האיברים הקיצוניים

📝 תרגילים

1. בסדרה 5, 8, 11, 14, ... מצא את סכום האיברים מ-\(a_6\) עד \(a_{12}\).

2. בסדרה חשבונית \(a_1 = 10\), \(d = -2\). מצא \(a_8 + a_9 + ... + a_{15}\).

3. נתון \(S_{20} = 400\) ו-\(S_{15} = 240\). מצא את סכום 5 האיברים האחרונים.

💡 פתרונות:

1. \(a_6 = 20\), \(a_{12} = 38\), 7 איברים. סכום = \(\frac{(20+38) \times 7}{2} = 203\)

2. \(a_8 = -4\), \(a_{15} = -18\), 8 איברים. סכום = \(\frac{(-4-18) \times 8}{2} = -88\)

3. \(a_{16} + ... + a_{20} = S_{20} - S_{15} = 400 - 240 = 160\)

📝 סיכום

דרך א': \(a_k + ... + a_n = S_n - S_{k-1}\)

דרך ב': סדרה חדשה עם m = n - k + 1 איברים