Формулы лежат в справочнике, помнить их наизусть не нужно. Ломается другое:
какая это прогрессия и почему в формуле стоит $n-1$, а не $n$. Разберём именно это.
Главная идея: прогрессия — это лестница. В арифметической
все ступеньки одной высоты: каждый раз прибавляем $d$. В геометрической каждая ступенька
во столько-то раз выше предыдущей: каждый раз умножаем на $q$. Всё остальное —
следствие этой картинки, включая загадочное $n-1$.
Алгоритм
4 шага для любой задачи о прогрессии
Определите тип. Вычтите соседние члены: разность везде одна — арифметическая.
Разделите соседние: отношение везде одно — геометрическая.
Выпишите две вещи: первый член и шаг ($a_1$ и $d$, либо $b_1$ и $q$). Больше почти никогда не нужно.
Посмотрите, что спрашивают: один член — формула $n$-го члена; сумму нескольких — формула суммы.
Проверьте пешком. Пройдите цепочку для маленьких номеров и сверьте с ответом.
Разбираемся отдельно · 1
Почему $n-1$, а не $n$
Это ошибка номер один во всём задании. Посмотрите на лестницу от $a_1$ до $a_5$:
Как запомнить: посмотрите на свою руку. Пальцев пять, а промежутков между ними четыре.
Так же и здесь: чтобы дойти от первого члена до $n$-го, шагов делаем на один меньше — $(n-1)$.
Поэтому $a_n=a_1+(n-1)d$ и $b_n=b_1\cdot q^{\,n-1}$.
Попробуйте сами · 1
Что это за прогрессия
Первый шаг решения — и самый частый провал. Определите тип и шаг.
Разбираемся отдельно · 2
Какую формулу суммы брать
Формул суммы две, и обе про одно и то же. Выбирают по тому, что известно.
$S_n=\dfrac{a_1+a_n}{2}\cdot n$
Когда известен последний член. Это просто «среднее крайних умножить
на количество» — сумма ровно такая, как если бы все члены были одинаковыми и равными среднему.
$S_n=\dfrac{2a_1+(n-1)d}{2}\cdot n$
Когда последний член неизвестен. Та же формула, только $a_n$ уже
расписан через $a_1$ и $d$. Считать ничего лишнего не надо.
Смысл в одной фразе: сумма арифметической прогрессии — это среднее арифметическое
крайних членов, умноженное на количество. Если помнить это, формулу можно не вспоминать,
а собрать заново.
Пример 1
Арифметическая: найти член по номеру
В арифметической прогрессии $a_1=5$, разность $d=3$. Найдите $a_{10}$.
Формула $n$-го члена: $a_n=a_1+(n-1)d$. Здесь $n=10$.
Шагов от первого до десятого: $10-1=9$.
$a_{10}=5+9\cdot 3=5+27=32$.
Проверка пешком: 5, 8, 11, 14, 17, 20, 23, 26, 29, 32 — десятое число действительно 32.
Ответ: 32.
Пример 2
Арифметическая: сумма членов
Найдите сумму первых 10 членов той же прогрессии ($a_1=5$, $d=3$).
Последний член уже найден в примере 1: $a_{10}=32$.
Берём формулу через крайние: $S_{10}=\dfrac{a_1+a_{10}}{2}\cdot 10=\dfrac{5+32}{2}\cdot 10$.
$S_{10}=18{,}5\cdot 10=185$.
Проверка прикидкой: все десять членов лежат между 5 и 32, значит сумма должна быть
между $10\cdot 5=50$ и $10\cdot 32=320$. Число 185 — ровно посередине, как и должно быть.
Ответ: 185.
Пример 3
Геометрическая: найти член по номеру
В геометрической прогрессии $b_1=3$, знаменатель $q=2$. Найдите $b_5$.
Формула: $b_n=b_1\cdot q^{\,n-1}$. Здесь $n=5$, значит показатель $5-1=4$.