Aritmeetilised ja geomeetrilised jadad on oma olemuselt kaks erinevat viisi arvude loendi suurendamiseks või vähendamiseks. Aritmeetiline jada muutub liitmise või lahutamise teel ühtlase lineaarse tempoga, samas kui geomeetriline jada kiireneb või aeglustub eksponentsiaalselt korrutamise või jagamise teel.
Aritmeetiline kasv on lineaarne, geomeetriline aga eksponentsiaalne.
Ainult geomeetrilised jadad saavad lõpmatusse jõudes „koonduda” ehk kindlale summale arveldada.
Mis on Aritmeetiline jada?
Jada, kus kahe järjestikuse termini vahe on konstantne väärtus.
Igale terminile lisatud konstantset väärtust nimetatakse ühiseks diferentsiks ($d$).
Graafikul joonistatuna moodustavad aritmeetilise jada liikmed sirge.
Suvalise liikme valem on $a_n = a_1 + (n-1)d$.
Tavaliselt kasutatakse püsiva kasvu modelleerimiseks, näiteks lihtintressi või fikseeritud iganädalase taskuraha abil.
Aritmeetilise jada summat nimetatakse aritmeetiliseks seeriaks.
Mis on Geomeetriline järjestus?
Jada, kus iga liige leitakse eelmise liikme korrutamisel fikseeritud, nullist erineva arvuga.
Terminite vahelist konstantset kordajat nimetatakse ühissuhtarvuks ($r$).
Graafikul loovad need järjestused eksponentsiaalse kõvera, mis järsult tõuseb või langeb.
Suvalise liikme valem on $a_n = a_1 \cdot r^{(n-1)}$.
Ideaalne kiirete muutuste, näiteks rahvastiku kasvu, liitintressi või radioaktiivse lagunemise modelleerimiseks.
Kui ühine suhe on vahemikus -1 kuni 1, siis järjestus lõpuks kahaneb nulli poole.
Võrdlustabel
Funktsioon
Aritmeetiline jada
Geomeetriline järjestus
Operatsioon
Liitmine või lahutamine
Korrutamine või jagamine
Kasvumuster
Lineaarne / konstantne
Eksponentsiaalne / proportsionaalne
Põhimuutuja
Üldine erinevus ($d$)
Ühissuhtarv ($r$)
Graafi kuju
Sirge joon
Kõverjoon
Näidisreegel
Lisa iga kord 5
Korruta iga kord 2-ga
Lõpmatu summa
Alati hajub (lõpmatuseni)
Võib koonduda, kui $|r| < 1$
Üksikasjalik võrdlus
Impulsi erinevus
Suurim erinevus seisneb selles, kui kiiresti need muutuvad. Aritmeetiline jada on nagu ühtlasel tempol kõndimine – iga samm on sama pikk. Geomeetriline jada on pigem nagu mäest alla veerev lumepall; mida kaugemale see jõuab, seda kiiremini see kasvab, sest suurenemine põhineb pigem praegusel suurusel kui fikseeritud hulgal.
Andmete visualiseerimine
Kui neid koordinaattasandil vaadata, on erinevus silmatorkav. Aritmeetilised jadad liiguvad graafikul etteaimatava sirgjoonelise trajektoori pidi. Geomeetrilised jadad aga algavad aeglaselt ja siis äkki "plahvatavad" ülespoole või kukuvad allapoole, luues dramaatilise kõvera, mida tuntakse eksponentsiaalse kasvu või kahanemisena.
"Salajase" reegli leidmine
Selle kindlakstegemiseks, kumb on kumb, vaadake kolme järjestikust arvu. Kui saate esimese teisest lahutada ja saada sama tulemuse kui teise kolmandast, on see aritmeetiline tehe. Kui peate teise esimesega jagama, et leida sobiv muster, on tegemist geomeetrilise jadaga.
Reaalse maailma rakendus
Rahanduses on lihtintress aritmeetiline, kuna teenite igal aastal oma esialgse sissemakse põhjal sama palju raha. Liitintress on geomeetriline, kuna teenite intressi oma intressi pealt, pannes teie rikkuse aja jooksul üha kiiremini kasvama.
Plussid ja miinused
Aritmeetika
Eelised
+Ennustatav ja stabiilne
+Lihtne arvutada
+Lihtne käsitsi graafikut joonistada
+Intuitiivne igapäevaste ülesannete jaoks
Kinnitatud
−Piiratud modelleerimisulatus
−Ei saa kiirendust kujutada
−Lahkub kiiresti
−Paindumatu skaleerimiseks
Geomeetriline
Eelised
+Kiire kasvu modelleerimine
+Jäädvustab skaleerimisefekte
+Võib esindada lagunemist
+Kasutatakse kõrgetasemelises finantsvaldkonnas
Kinnitatud
−Numbrid kasvavad kiiresti tohutuks
−Raskem peastarvutus
−Tundlik väikeste suhtarvu muutuste suhtes
−Komplekssed summeerimisvalemid
Tavalised eksiarvamused
Müüt
Geomeetrilised järjestused kasvavad pidevalt.
Tõelisus
Kui ühine suhe on murdosa vahemikus 0 kuni 1 (näiteks 0,5), siis järjestus tegelikult kahaneb. Seda nimetatakse geomeetriliseks lagunemiseks ja nii modelleerime selliseid asju nagu ravimite poolestusaeg organismis.
Müüt
Järjestus ei saa olla mõlemat.
Tõelisus
On üks erijuhtum: sama numbri jada (nt 5, 5, 5...). See on aritmeetiline, mille vahe on 0, ja geomeetriline, mille suhe on 1.
Müüt
Ühine vahe peab olema täisarv.
Tõelisus
Nii ühisvahe kui ka ühissuhe võivad olla kümnendmurrud, murrud või isegi negatiivsed arvud. Negatiivne vahe tähendab, et järjestus liigub allapoole, negatiivne suhe aga tähendab, et arvud vahelduvad positiivse ja negatiivse vahel.
Müüt
Kalkulaatorid ei oska geomeetrilisi järjestusi käsitleda.
Tõelisus
Kuigi geomeetrilised arvud lähevad väga suureks, on tänapäevastel teaduslikel kalkulaatoritel spetsiaalselt loodud 'jada' režiimid, mis arvutavad koheselt välja $n^{th}$ liikme või nende mustrite kogusumma.
Sageli küsitud küsimused
Kuidas leida ühist vahet ($d$)?
Vali lihtsalt järjestuses suvaline liige ja lahuta sellest vahetult eelnev liige ($a_n - a_{n-1}$). Kui see väärtus on kogu loendis sama, on see teie ühine erinevus.
Kuidas leida ühine suhe ($r$)?
Vali jadast suvaline liige ja jaga see sellele vahetult eelneva liikmega ($a_n / a_{n-1}$). Kui tulemus on kogu jada ulatuses järjepidev, on see sinu ühine suhe.
Mis on näide aritmeetilisest jadast päriselus?
Levinud näide on taksohind, mis algab 3,00 dollarist ja tõuseb iga läbitud miili kohta 0,50 dollari võrra. Kulude jada (3,00 dollarit, 3,50 dollarit, 4,00 dollarit...) on aritmeetiline, kuna iga miili kohta liidetakse sama summa.
Mis on geomeetrilise järjestuse näide päriselus?
Mõtle sotsiaalmeedia postitusele, mis „läheb viraalseks“. Kui iga inimene, kes seda näeb, jagab seda kahe sõbraga, moodustab vaatajate arv ($1, 2, 4, 8, 16...$) geomeetrilise jada, kus ühine suhe on 2.
Mis on aritmeetilise jada summa valem?
Esimeste $n$ liikmete summa on $S_n = rac{n}{2}(a_1 + a_n)$. Seda valemit nimetatakse sageli "Gaussi trikiks" kuulsa matemaatiku järgi, kes väidetavalt avastas lapsena numbrite kiire liitmise 1-st 100-ni.
Kas geomeetrilise jada summa võib anda lõpliku arvu?
Jah, aga ainult siis, kui tegemist on lõpmatu 'kahaneva' jadaga, kus ühine suhe on vahemikus -1 kuni 1. Sellisel juhul muutuvad terminid nii väikeseks, et nad lõpuks ei lisa enam kogusummale olulist väärtust.
Mis juhtub, kui ühine suhtarv on negatiivne?
Jada võngub. Näiteks kui alustate 1-st ja korrutate -2-ga, saate $1, -2, 4, -8, 16$. Väärtused hüppavad graafikul nulli kohal edasi-tagasi, luues siksakilise mustri.
Kumba neist kasutatakse rahvastiku suurendamiseks?
Rahvaarvu modelleeritakse tavaliselt geomeetriliste jadade (või eksponentsiaalfunktsioonide) abil, sest uute sündide arv sõltub rahvaarvu hetkesuurusest. Mida rohkem inimesi on, seda rohkem saab rahvaarv järgmises põlvkonnas suureneda.
Kas Fibonacci jada on aritmeetiline või geomeetriline?
Kumbki mitte! Fibonacci jada ($1, 1, 2, 3, 5, 8...$) on rekursiivne jada, kus iga liige on kahe eelmise summa. Lõpmatuse poole liikudes aga läheneb liikmete suhe üha enam nn kuldlõikele, mis on geomeetriline mõiste.
Kuidas leida jada keskelt puuduv termin?
Aritmeetilise jada puhul leitakse ümbritsevate liikmete aritmeetiline keskmine (keskmine). Geomeetrilise jada puhul leitakse geomeetriline keskmine, korrutades ümbritsevad liikmed ja võttes ruutjuure.
Otsus
Kasutage aritmeetilist jada olukordade kirjeldamiseks, kus ajas toimuvad püsivad ja fikseeritud muutused. Valige geomeetriline jada protsesside kirjeldamisel, mis paljunevad või skaleeruvad, kus muutumiskiirus sõltub hetkeväärtusest.