Для того чтобы составить формулу n-го члена данной последовательности, сначала нужно выявить закономерность.
Даны первые несколько членов последовательности: 2, 5, 10, 17, 26,.
Шаг 1: Анализ разностей между последовательными членами
Вычислим разности между соседними членами последовательности:
- ( a_2 - a_1 = 5 - 2 = 3 )
- ( a_3 - a_2 = 10 - 5 = 5 )
- ( a_4 - a_3 = 17 - 10 = 7 )
- ( a_5 - a_4 = 26 - 17 = 9 )
Мы видим, что разности увеличиваются:
3, 5, 7, 9,.
Шаг 2: Анализ разностей второго порядка
Теперь вычислим разности второго порядка:
- ( 5 - 3 = 2 )
- ( 7 - 5 = 2 )
- ( 9 - 7 = 2 )
Разности второго порядка постоянны и равны 2, что указывает на то, что последовательность является квадратичной.
Шаг 3: Предположим квадратичную формулу
Пусть ( a_n ) имеет вид квадратичной формулы:
[ a_n = An^2 + Bn + C ]
Шаг 4: Составим систему уравнений
Используем первые три члена последовательности, чтобы найти коэффициенты ( A ), ( B ) и ( C ):
Для ( n = 1 ):
[ A(1)^2 + B(1) + C = 2 ]
[ A + B + C = 2 ]
Для ( n = 2 ):
[ A(2)^2 + B(2) + C = 5 ]
[ 4A + 2B + C = 5 ]
Для ( n = 3 ):
[ A(3)^2 + B(3) + C = 10 ]
[ 9A + 3B + C = 10 ]
Шаг 5: Решим систему уравнений
- ( A + B + C = 2 )
- ( 4A + 2B + C = 5 )
- ( 9A + 3B + C = 10 )
Вычтем первое уравнение из второго:
[ (4A + 2B + C) - (A + B + C) = 5 - 2 ]
[ 3A + B = 3 ]
[ B = 3 - 3A ]
Теперь вычтем второе уравнение из третьего:
[ (9A + 3B + C) - (4A + 2B + C) = 10 - 5 ]
[ 5A + B = 5 ]
Подставим ( B = 3 - 3A ) в уравнение ( 5A + B = 5 ):
[ 5A + (3 - 3A) = 5 ]
[ 5A + 3 - 3A = 5 ]
[ 2A = 2 ]
[ A = 1 ]
Теперь найдём ( B ):
[ B = 3 - 3A ]
[ B = 3 - 3 \cdot 1 ]
[ B = 0 ]
Теперь найдём ( C ) подставив ( A ) и ( B ) в первое уравнение:
[ A + B + C = 2 ]
[ 1 + 0 + C = 2 ]
[ C = 1 ]
Шаг 6: Запишем окончательную формулу
Таким образом, формула n-го члена последовательности:
[ a_n = n^2 + 1 ]
Проверим полученную формулу на нескольких первых членах:
- ( a_1 = 1^2 + 1 = 2 )
- ( a_2 = 2^2 + 1 = 5 )
- ( a_3 = 3^2 + 1 = 10 )
- ( a_4 = 4^2 + 1 = 17 )
- ( a_5 = 5^2 + 1 = 26 )
Все значения совпадают, значит наша формула верна.