- Genel terimi veya indirgeme bağıntısı verilen bir dizinin terimlerini bulmak (periyodik diziler dahil)
- Verilen herhangi iki bilgiden aritmetik dizinin a₁, d, aₙ ve Sₙ değerlerini iki toplam formülüyle bulmak
- a₁ ve d'yi bulmadan cevaba ulaşmak için aₘ + aₙ = aₚ + aₜ özelliğini ve orta terim kuralını kullanmak
- En büyük veya en küçük Sₙ'yi bulmak ve Σ 1/(aₖaₖ₊₁) gibi teleskopik toplamları hesaplamak
Bir konser salonunun ilk sırasında 20 koltuk var ve her sonraki sırada 2 koltuk fazla. 15 sırada toplam kaç koltuk vardır? On beş sayıyı tek tek toplayabilirsin, ama dizi formülü cevabı tek satırda verir: 510. Diziler, resmî CSCA matematik programının on iki maddesinden biridir («aritmetik ve geometrik dizilerin genel terimi ve toplamları»); sorular kısadır: iki bilgi verilir, diziyi yeniden kurarsın ya da daha iyisi, bir özellik sayesinde doğrudan cevaba geçersin. Bu ders genel olarak dizileri ve aritmetik diziyi anlatır; sonraki ders «Geometrik diziler» bunun üzerine kurulur.
Diziler: genel terim ve indirgeme bağıntısı
数列)Belirli bir sırayla yazılmış sayılar: a₁, a₂, a₃, …, aₙ, …; kısaca {aₙ} yazılır. Her sayı dizinin bir terimidir, n ise onun sıra numarasıdır. Aslında dizi, tanım kümesi pozitif tam sayılar olan bir fonksiyondur (Çin ders kitaplarında n ∈ N*); bu yüzden grafiği kesintisiz bir eğri değil, ayrık noktalardır.
通项公式) ve indirgeme bağıntısı (递推公式)Genel terim formülü herhangi bir terimi doğrudan sıra numarasından verir, örneğin aₙ = n² − 7n + 3. İndirgeme bağıntısı bir sonraki terimi önceki terim(ler)den verir, örneğin aₙ₊₁ = aₙ + n; bunun için a₁ = 1 gibi bir başlangıç değeri gerekir ve a₁₀'a ulaşmak için adım adım ilerlemek gerekir.
Her n için aₙ₊₁ > aₙ ise dizi artan, aₙ₊₁ < aₙ ise azalan dizidir; yani her şeyi aₙ₊₁ − aₙ farkının işareti belirler. Genel terim n'ye göre ikinci dereceden ise en küçük veya en büyük terim, tepe noktasına en yakın pozitif tam sayı n'dedir. CSCA sorularındaki indirgeme bağıntıları üç türlüdür: birkaç terimi hesaplamak yeter; terimler tekrar eder (periyodik dizi), periyodu bulup sıra numarasını küçültürsün; ya da akıllıca bir dönüşüm (örneğin terslerini almak) bağıntıyı aritmetik diziye çevirir.
1) aₙ = n² − 7n + 3. Hangi terimler −9'a eşittir ve en küçük terim nedir?
2) a₁ = 1 ve aₙ₊₁ = aₙ + n. a₅'i bulun.
Çözümü gösterÇözümü gizle
2) a₂ = 1 + 1 = 2, a₃ = 2 + 2 = 4, a₄ = 4 + 3 = 7, a₅ = 7 + 4 = 11. Dikkat: aₙ₊₁ = aₙ + n bağıntısında önceki terimin sıra numarası eklenir.
Bir dizide a₁ = 2 ve aₙ₊₁ = 1 − 1/aₙ. a₂₀₂₆ kaçtır?
A) −1 B) 1/2 C) 2 D) 3/2
Çözümü gösterÇözümü gizle
2026 = 3 · 675 + 1, yani a₂₀₂₆ = a₁ = 2, cevap C.
A ve B döngünün diğer terimleridir, kalan yanlış sayılınca elde edilir; D (3/2) bir periyodun toplamıdır (2 + 1/2 − 1), yani başka bir sorunun cevabı.
Aritmetik dizi: genel terim ve toplam
等差数列)Her terimden bir önceki terim çıkarıldığında hep aynı d sayısının elde edildiği dizi: her n için aₙ₊₁ − aₙ = d. d sayısına ortak fark denir (公差); pozitif, negatif veya sıfır olabilir. Türkiye'de ortak fark çoğunlukla r ile gösterilir; CSCA Çin gösterimini, yani d'yi kullanır.
- a₁ilk terim (
首项) - dortak fark
- n, mterimlerin sıra numaraları (pozitif tam sayılar)
a₁'den aₙ'ye d büyüklüğünde n − 1 adım vardır; aₘ'den aₙ'ye ise n − m adım. aₙ = dn + (a₁ − d) biçiminde yazıldığında genel terim n'nin doğrusal bir fonksiyonudur: (n, aₙ) noktaları eğimi d olan bir doğru üzerindedir.
1) a₁ = 5 ve d = −3. a₂₀'yi bulun.
2) a₄ = 10 ve a₉ = 25. d, a₁ ve a₂₀'yi bulun.
3) 100, 4, 11, 18, … dizisinin bir terimi midir? Peki 102?
Çözümü gösterÇözümü gizle
2) d = (25 − 10)/(9 − 4) = 3; a₁ = a₄ − 3d = 10 − 9 = 1; a₂₀ = a₄ + 16d = 10 + 48 = 58.
3) aₙ = 4 + 7(n − 1) = 7n − 3. 7n − 3 = 100 ⇒ n = 103/7, tam sayı değil, yani 100 bir terim değildir. 7n − 3 = 102 ⇒ n = 15: 102 = a₁₅.
Aritmetik dizi nasıl tanınır? Üç denk ölçüt vardır: (1) aₙ₊₁ − aₙ sabittir; (2) genel terim doğrusaldır: aₙ = pn + r (o zaman d = p); (3) her terim komşularının aritmetik ortalamasıdır: 2aₙ = aₙ₋₁ + aₙ₊₁. Üçüncüsü aritmetik ortalamayı verir (等差中项): a, A, b ardışık terimlerse A = (a + b)/2 olur. aₙ₊₂ − 2aₙ₊₁ + aₙ = 0 gibi bir indirgeme bağıntısı aslında (3) numaralı ölçütün başka bir yazılışıdır. Bazen dizi gizlenir: {aₙ}'nin kendisi değil, 1/aₙ veya aₙ − c gibi bir ifade aritmetik dizi olur.
1) x + 1, 2x ve 4x − 5 bir aritmetik dizinin ardışık terimleridir. x'i bulun.
2) a₁ = 1 ve aₙ₊₁ = aₙ/(1 + 2aₙ). Genel terimi ve a₈'i bulun.
Çözümü gösterÇözümü gizle
2) Terslerini alalım: 1/aₙ₊₁ = (1 + 2aₙ)/aₙ = 1/aₙ + 2. Demek ki {1/aₙ}, ilk terimi 1 ve ortak farkı 2 olan bir aritmetik dizidir: 1/aₙ = 2n − 1, aₙ = 1/(2n − 1), a₈ = 1/15. Kontrol: bağıntıya göre a₂ = 1/(1 + 2) = 1/3 = 1/(2 · 2 − 1).
İlk n terimin toplamı. Toplamı iki kez yazalım, düz ve ters sırayla:
Sₙ = a₁ + a₂ + … + aₙ
Sₙ = aₙ + aₙ₋₁ + … + a₁.
Her sütunda iki terimin toplamı aynı a₁ + aₙ sayısıdır: biri d kadar artarken diğeri d kadar azalır. n sütun vardır, dolayısıyla 2Sₙ = n(a₁ + aₙ). aₙ yerine a₁ + (n − 1)d yazılırsa ikinci biçim elde edilir. Son terim biliniyorsa birinci biçimi, d biliniyorsa ikinci biçimi kullan.
- Sₙilk n terimin toplamı (
前n项和) - aₙtoplanan son terim
- nterim sayısı (
项数)
Toplamın iki biçimi. Sözle: toplam = terim sayısı × ilk ve son terimin ortalaması. Demek ki Sₙ/n = (a₁ + aₙ)/2 ortalama terimdir.
1) 1 + 3 + 5 + … + 99 toplamını bulun.
2) Dersin başındaki salon: 1. sırada 20 koltuk, her sonraki sırada 2 fazla, 15 sıra. Kaç koltuk vardır?
3) a₁ = 2 ve d = 3. Hangi n için Sₙ = 57 olur?
Çözümü gösterÇözümü gizle
2) a₁ = 20, d = 2, n = 15: S₁₅ = 15 · 20 + 15 · 14 · 2/2 = 300 + 210 = 510. Birinci biçimle kontrol: a₁₅ = 20 + 28 = 48, S₁₅ = 15 · (20 + 48)/2 = 15 · 34 = 510.
3) 2n + 3n(n − 1)/2 = 57 ⇒ 3n² + n − 114 = 0 ⇒ n = (−1 + 37)/6 = 6 (diğer kök −19/3 bir sıra numarası olamaz). Kontrol: 2 + 5 + 8 + 11 + 14 + 17 = 57.
Bir aritmetik dizide a₅ = 11 ve S₆ = 39. a₁₂ kaçtır?
A) 29 B) 32 C) 35 D) 38
Çözümü gösterÇözümü gizle
a₁₂ = a₅ + 7d = 11 + 21 = 32, cevap B.
C (35) = a₁ + 12d, «n − 1 yerine n adım» hatasıdır; A (29) a₁₁'dir; D (38) a₅'e 9 adım ekler.
Özellikler ve en büyük Sₙ
- m, n, p, ttoplamları eşit olan sıra numaraları
- kaₙ'nin soluna ve sağına adım sayısı; bir bloktaki terim sayısı
- Sₖ, S₂ₖ − Sₖ, S₃ₖ − S₂ₖk ardışık terimden oluşan blokların toplamları
Sıra numaralarının toplamı eşitse terimlerin toplamı da eşittir (等差数列的性质). İki tarafta da aynı sayıda terim olmalıdır: a₁ + a₉ = a₄ + a₆ = 2a₅, ama a₁ + a₉ ≠ a₁₀. k terimlik ardışık bloklar, yani Sₖ, S₂ₖ − Sₖ, S₃ₖ − S₂ₖ, yine ortak farkı k²d olan bir aritmetik dizi oluşturur.
1) a₂ + a₁₂ = 22. a₇'yi ve S₁₃'ü bulun.
2) a₃ + a₄ + a₅ = 12. S₇'yi bulun.
3) S₄ = 8 ve S₈ = 20. S₁₂'yi bulun.
Çözümü gösterÇözümü gizle
2) a₃ + a₅ = 2a₄, bu yüzden 3a₄ = 12, a₄ = 4 ve S₇ = 7a₄ = 28.
3) S₄ = 8, S₈ − S₄ = 12, S₁₂ − S₈ blokları ortak farkı 4 olan bir aritmetik dizidir: S₁₂ − S₈ = 16, S₁₂ = 36. Üç durumda da a₁ ve d'ye gerek kalmadı.
Bir aritmetik dizide a₁ + a₄ + a₇ = 45 ve a₂ + a₅ + a₈ = 39. S₉ kaçtır?
A) 135 B) 129 C) 117 D) 84
Çözümü gösterÇözümü gizle
A (135) = 9 · 15, a₄'ü S₉'un ortadaki terimi sanar; B (129) d = +2 alır ve a₃ + a₆ + a₉ için 33 yerine 45 bulur; D (84) yalnızca verilen iki grubu toplar, a₃ + a₆ + a₉'u unutur.
Sₙ'nin en büyük (veya en küçük) değeri. a₁ > 0 ve d < 0 ise terimler pozitif başlar, sonra negatife döner. Pozitif terimler eklendikçe toplam büyür, ilk negatif terim ise onu küçültmeye başlar. Demek ki Sₙ, aₙ ≥ 0 olan son n'de en büyüktür. a₁ < 0 ve d > 0 iken her şey tersinedir: Sₙ, aₙ ≤ 0 olan son n'de en küçüktür. Cebirsel olarak toplamın ikinci formülü n'ye göre sabit terimi olmayan ikinci dereceden bir ifadedir; grafiği başlangıç noktasından geçen bir paraboldür.
- d/2d/2baş katsayı: d < 0 iken parabolün kolları aşağı bakar ve Sₙ'nin en büyük değeri vardır; d > 0 iken en küçük değeri vardır
- n₀parabolün tepe noktası (simetri ekseni)
n'ye göre ikinci dereceden bir fonksiyon olarak Sₙ. Cevap n₀'a en yakın pozitif tam sayıdır; n₀ «,5» ile bitiyorsa iki komşu sayı da cevaptır. Tersine, Sₙ = An² + Bn (sabit terimsiz) her zaman d = 2A olan bir aritmetik dizinin toplamıdır (bunu kanıtlayan aₙ = Sₙ − Sₙ₋₁ yöntemi «Geometrik diziler» dersindedir).
- 1aₙ'yi yaz
aₙ = a₁ + (n − 1)d.
- 2İşaretin değiştiği yeri bul
aₙ ≥ 0 ve aₙ₊₁ < 0 koşullarını çöz; ikisini birden sağlayan n cevaptır (a₁ < 0, d > 0 iken en küçük Sₙ için aₙ ≤ 0 çözülür).
- 3Sıfır terimi kontrol et
Bir aₖ = 0 ise Sₖ₋₁ = Sₖ olur ve hem n = k − 1 hem de n = k en büyük toplamı verir.
- 4Ya da parabolle
Tepe noktası n₀'ı bul ve en yakın pozitif tam sayıyı al. Yalnızca Sₘ = Sₖ verilmişse simetri ekseni n₀ = (m + k)/2'dir ve ayrıca Sₘ₊ₖ = 0 olur.
1) a₁ = 25 ve d = −4. Sₙ'nin en büyük değerini bulun.
2) aₙ = 2n − 15. Sₙ'nin en küçük değerini bulun.
3) a₁ = 18 ve d = −3. Hangi n için Sₙ en büyüktür?
Çözümü gösterÇözümü gizle
2) n ≤ 7 için aₙ < 0 (a₇ = −1, a₈ = 1). En küçük toplam S₇ = 7 · (−13 − 1)/2 = −49'dur; gerçekten Sₙ = n² − 14n = (n − 7)² − 49.
3) aₙ = 21 − 3n, a₇ = 0. Sıfır terimi eklemek toplamı değiştirmez: S₆ = S₇ = 63, ikisi de en büyüktür; cevap «n = 6 veya n = 7».
Bir aritmetik dizide a₁ > 0 ve S₅ = S₁₂. Hangi n için Sₙ en büyüktür?
A) n = 8 B) n = 9 C) n = 8 veya n = 9 D) n = 17
Çözümü gösterÇözümü gizle
Parabolle: simetri ekseni n₀ = (5 + 12)/2 = 8,5, yani 8 ile 9'un tam ortası. A ve B cevabın yalnızca yarısını verir; D (17 = 5 + 12) Sₙ'nin yeniden 0 olduğu yerdir, en büyük değer değildir.
Teleskopik toplamlar: daha zor toplamlara köprü
Bazı toplamlar aritmetik değildir, ama her terim iki komşu ifadenin farkı olarak yazılabilir ve neredeyse her şey sadeleşir (Çince adı 裂项相消, «terimleri ayır ve sadeleştir» demektir): (b₁ − b₂) + (b₂ − b₃) + … + (bₙ − bₙ₊₁) = b₁ − bₙ₊₁. En sık görülen durumu aritmetik dizi verir: paydada iki komşu terimin çarpımı. «Geometrik diziler» dersindeki kaydırıp çıkarma yöntemiyle birlikte bu, CSCA toplamlarının ana aracıdır.
- aₖ, aₖ₊₁d ≠ 0 olan ve sıfır terimi bulunmayan bir aritmetik dizinin komşu terimleri
- ktoplamdaki terimin sıra numarası
Ayır, sonra sadeleştir. 1/d çarpanını sağ tarafı ortak paydada yazarak kontrol et: 1/aₖ − 1/aₖ₊₁ = (aₖ₊₁ − aₖ)/(aₖaₖ₊₁) = d/(aₖaₖ₊₁).
1) 1/(1 · 3) + 1/(3 · 5) + … + 1/(19 · 21).
2) 1/(√2 + 1) + 1/(√3 + √2) + … + 1/(√100 + √99).
Çözümü gösterÇözümü gizle
2) Paydayı rasyonel yapalım: 1/(√(k + 1) + √k) = √(k + 1) − √k. Toplam (√2 − 1) + (√3 − √2) + … + (√100 − √99) = √100 − 1 = 9.
Bir aritmetik dizide a₁ = 2 ve a₄ = 11. bₙ = 1/(aₙaₙ₊₁) olsun. {bₙ} dizisinin ilk 10 teriminin toplamı kaçtır?
A) 15/32 B) 5/32 C) 1/6 D) 9/58
Çözümü gösterÇözümü gizle
b₁ + … + b₁₀ = (1/3)(1/a₁ − 1/a₁₁) = (1/3)(1/2 − 1/32) = (1/3) · 15/32 = 5/32, cevap B.
A (15/32) 1/d çarpanını unutur; D (9/58) 1/a₁₁ yerine 1/a₁₀ = 1/29'da durur; C (1/6) n → ∞ iken toplamın limitidir, 10 terimin toplamı değil.
CSCA bu konuyu nasıl soruyor
- İki bilgi → dizi: iki terim ya da bir terim ve bir toplam; a₁ ve d için sistem kur ya da d = (aₙ − aₘ)/(n − m) formülünü kullan.
- Ortadaki terim: simetrik terimlerin toplamı → S₂ₖ₋₁ = (2k − 1)aₖ; çoğu zaman verilerle a₁ ve d hiç bulunamaz.
- En büyük Sₙ: aₙ'nin işaret değiştirmesi ya da parabolün ekseni; Sₘ = Sₖ eksenin (m + k)/2 olduğunu gösterir.
- İndirgeme bağıntıları: terimleri hesapla (periyodik dizide sıra numarasını periyoda göre küçült) ya da dönüştür (tersler, aₙ₊₂ − 2aₙ₊₁ + aₙ = 0).
- Teleskopik toplamlar: 1/d çarpanıyla 1/(aₙaₙ₊₁) toplamları; kök farkları.
- Zaman kazandıranlar (soru başına 75 s): seçenekleri n = 1 ve n = 2 ile dene; denklem sistemi kurmadan önce orta terim kuralını dene; toplamı ilk birkaç terimi toplayarak kontrol et.
| Terim | 中文 | Pinyin |
|---|---|---|
| dizi — sequence | 数列 | shùliè |
| terim — term | 项 | xiàng |
| genel terim formülü — general term formula | 通项公式 | tōngxiàng gōngshì |
| indirgeme bağıntısı — recursive formula | 递推公式 | dìtuī gōngshì |
| aritmetik dizi — arithmetic sequence | 等差数列 | děngchā shùliè |
| ortak fark — common difference | 公差 | gōngchā |
| ilk terim — first term | 首项 | shǒuxiàng |
| aritmetik ortalama — arithmetic mean | 等差中项 | děngchā zhōngxiàng |
| ilk n terimin toplamı — sum of the first n terms | 前n项和 | qián n xiàng hé |
| terim sayısı — number of terms | 项数 | xiàngshù |
| artan / azalan dizi — increasing / decreasing sequence | 递增数列 / 递减数列 | dìzēng shùliè / dìjiǎn shùliè |
| periyodik dizi — periodic sequence | 周期数列 | zhōuqī shùliè |
| en büyük değer — maximum value | 最大值 | zuìdàzhí |
| teleskopik toplam — telescoping sum | 裂项相消法 | lièxiàng xiāngxiāo fǎ |
Önemli noktalar
- Dizi, n ∈ N* değişkeninin bir fonksiyonudur; genel terimle ya da başlangıç değeri olan bir indirgeme bağıntısıyla verilir.
- Aritmetik dizi: aₙ = a₁ + (n − 1)d = aₘ + (n − m)d; genel terim n'ye göre doğrusaldır.
- Sₙ = n(a₁ + aₙ)/2 = na₁ + n(n − 1)d/2; terim sayısı tek ise S₂ₖ₋₁ = (2k − 1)aₖ.
- m + n = p + t ⇒ aₘ + aₙ = aₚ + aₜ; a ile b'nin aritmetik ortalaması (a + b)/2'dir.
- a₁ > 0 ve d < 0 iken Sₙ son negatif olmayan terimde en büyüktür; sıfır terimi iki cevap verir.
- Teleskopik toplam: 1/(aₖaₖ₊₁) = (1/d)(1/aₖ − 1/aₖ₊₁).
Kendini test et
12 soru. Her doğru cevap XP kazandırır.
Konu testi: 20 soru · 25 dk
Dersi bitirdin mi? Bu konudaki süreli testle kendini dene.