04 // Compendium Interactif de Formules // FORMULES D'ANALYSE, SÉRIES ET IDENTITÉS ALGÉBRIQUESS_n = (n / 2) · [ 2a₁ + (n − 1)d ] = (n / 2) · (a₁ + a_n)

Formule de la somme d'une suite arithmétique — Méthode de Gauss

Calcule le terme de rang n et la somme cumulée exacte d'une progression arithmétique de raison constante d.

Fiche formule
Formule principale
S_n = (n / 2) · [ 2a₁ + (n − 1)d ] = (n / 2) · (a₁ + a_n)
Formes équivalentes
a_n = a₁ + (n − 1)d (n-th Term Formula)
d = a_{k+1} − a_k (Common Difference)
Σ_{k=1..n} k = n(n + 1) / 2 (Sum of First n Natural Numbers)
Variables et unités
Variables et unités — Arithmetic Sequence & Series Sum Formula — Gauss Pairing Sheet
SymbolNameUnit
S_nSum of First n Terms (S_n)dimensionless
a1First Term (a₁)1
dCommon Difference (d)1
nNumber of Terms (n)integer
Valeurs et paramètres
[1]
[1]
[integer]
Résultat calculé (Sum of First n Terms (S_n))
S_n =5,050dimensionless

Explications et origine de la formule

  • Write S_n forward: S_n = a₁ + (a₁ + d) + … + a_n, and backward: S_n = a_n + (a_n − d) + … + a₁.
  • Add the two equations term-by-term: 2S_n = (a₁ + a_n) + (a₁ + a_n) + … n times = n(a₁ + a_n).
  • Substitute a_n = a₁ + (n − 1)d and divide by 2 to get S_n = (n/2)[2a₁ + (n − 1)d].

Exemples détaillés

#1: Find the sum of the integers from 1 to 100 (Gauss's classic classroom problem).
a₁ = 1d = 1n = 100
S₁₀₀ = (100 / 2) × [2(1) + (100 − 1)(1)] = 50 × 101
→ 5,050
#2: Sum the first 20 terms of the arithmetic progression 5, 9, 13, 17, …
a₁ = 5d = 4n = 20
S₂₀ = (20 / 2) × [2(5) + 19(4)] = 10 × (10 + 76)
→ 860 (with 20th term a₂₀ = 81)
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Questions Fréquemment Posées

Comment utiliser l'outil Formule de la somme d'une suite arithmétique — Méthode de Gauss en ligne ?+

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