등차수열

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등차수열(arithmetic sequence, 等差數列)은 연속하는 두 수의 차이가 일정한 수열을 뜻한다. 예를 들어 1, 3, 5, 7, 9, ...은 등차수열이다. 이때 두 수의 차이를 공차(common difference)라고 한다. 예를 들어, 앞의 수열의 공차는 2이다.

수열의 초항을 a1, 공차를 d라고 하면 등차수열의 n번째 항은 다음과 같이 나타낼 수 있다.

an = a1 + (n − 1)d

목차

[편집] 공차

등차수열에서 연속하는 두 수의 차이를 공차(公差)라고 한다. 보통 d로 표시한다.

예시를 들면 다음과 같다.

  • 1, 2, 3, 4,…으로 증가하는 수열이 있을 때, 공차 d는 1이다.
  • 2, 10, 18, 26, …으로 증가하는 수열이 있을 때, 공차 d는 8이다.
  • 1, 1, 1, 1, 1, … 이런 수열이 있을 때, 공차d는 0이다.
  • 342, 345, 348,351 …으로 증가하는 수열이 있을 때, 공차d는 3이다.
  • 23461234, 23843963, 24226692, 24609421, …으로 증가하는 수열이 있을 때 공차d는 382729이다.
  • 0, -1, -2, -3, -4 …으로 증가하는 수열이 있을 때, 공차 d는 -1이다.

[편집] 등차중항

세 수 a, b, c가 이 순서로 등차수열을 이룰때, bac의 등차중항이라고 한다. 세 수 a, b, c에 대하여 bac의 등차중항이면 등차수열의 정의에 의해서 ba = cb 이므로 다음이 성립한다.

b=\frac{a+c}{2}

등차중항은 등분점이라고 생각하면 쉽다. 세 수 a, b, c가 이 순서로 등차수열을 이룰때, bac의 이등분점이다. 네 수 a, b, c d가 이 순서로 등차수열을 이룰때, bad의 1:2 내분점이고 cad의 2:1 내분점이다. 즉, bc는 삼등분점이 된다.

[편집]

초항부터 n번째 항까지의 합 Sn는 다음과 같은 공식으로 나타난다.

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

이것은 다음과 같은 방법으로 증명할 수 있다.

S_n = a_1 + a_2 + \dots + a_{n-1} + a_n
S_n = a_n + a_{n-1} + \dots + a_2 + a_1
2S_n = (a_1 + a_n) + (a_2 + a_{n-1}) + \dots + (a_{n-1} + a_2) + (a_n + a_1)
2S_n = [2a_1 + (n-1)d] + [2a_1 + (n-1)d] + \dots + [2a_1 + (n-1)d] + [2a_1 + (n-1)d]
2Sn = n[2a1 + (n − 1)d]
S_n = \frac{n[2a_1 + (n-1)d]}{2}

결론적으로 등차수열의 합의 원리는 {an}의 중앙값 x {an}의 항의 개수로 정리 할 수 있다.(단, {an}은 유한수열)

등차수열의 합의 원리는 실생활에서는 도형의 넓이(ex-사다리꼴의 넓이)를 구하는데 주로 사용된다.

[편집] 같이 보기

[편집] 도움되는 자료