Как найти приближенное значение числовой последовательности в экселе

Обновлено: 04.07.2024

Сформируем последовательность 1, 2, 3, . Пусть в ячейке A2 введен первый элемент последовательности - значение 1 . В ячейку А3 , вводим формулу =А2+1 и копируем ее в ячейки ниже (см. файл примера ).

Так как в формуле мы сослались на ячейку выше с помощью относительной ссылки , то EXCEL при копировании вниз модифицирует вышеуказанную формулу в =А3+1 , затем в =А4+1 и т.д., тем самым формируя числовую последовательность 2, 3, 4, .

Если последовательность нужно сформировать в строке, то формулу нужно вводить в ячейку B2 и копировать ее нужно не вниз, а вправо.

Чтобы сформировать последовательность нечетных чисел вида 1, 3, 7, . необходимо изменить формулу в ячейке А3 на =А2+2 . Чтобы сформировать последовательность 100, 200, 300, . необходимо изменить формулу на =А2+100 , а в ячейку А2 ввести 100.

Другим вариантом создания последовательности 1, 2, 3, . является использование формулы =СТРОКА()-СТРОКА($A$1) (если первый элемент последовательности располагается в строке 2 ). Формула =СТРОКА(A2)-СТРОКА($A$1) позволяет создать вертикальную последовательность, в случае если ее первый элемент последовательности располагается в любой строке. Тот же результат дают формулы =ЧСТРОК($A$1:A1) , =СТРОКА(A1) и =СТРОКА(H1) . Формула =СТОЛБЕЦ(B1)-СТОЛБЕЦ($A$1) создает последовательность, размещенную горизонтально. Тот же результат дают формулы =ЧИСЛСТОЛБ($A$1:A1) , =СТОЛБЕЦ(A1) .

Чтобы сформировать последовательность I, II, III, IV , . начиная с ячейки А2 , введем в А2 формулу =РИМСКОЕ(СТРОКА()-СТРОКА($A$1))

Сформированная последовательность, строго говоря, не является числовой, т.к. функция РИМСКОЕ() возвращает текст. Таким образом, сложить, например, числа I+IV в прямую не получится.

Другим видом числовой последовательности в текстовом формате является, например, последовательность вида 00-01 , 00-02, . Чтобы начать нумерованный список с кода 00-01 , введите формулу =ТЕКСТ(СТРОКА(A1);"00-00") в первую ячейку диапазона и перетащите маркер заполнения в конец диапазона.

Выше были приведены примеры арифметических последовательностей. Некоторые другие виды последовательностей можно также сформировать формулами. Например, последовательность n2+1 ((n в степени 2) +1) создадим формулой =(СТРОКА()-СТРОКА($A$1))^2+1 начиная с ячейки А2 .

Создадим последовательность с повторами вида 1, 1, 1, 2, 2, 2. Это можно сделать формулой =ЦЕЛОЕ((ЧСТРОК(A$2:A2)-1)/3+1) . С помощью формулы =ЦЕЛОЕ((ЧСТРОК(A$2:A2)-1)/4+1)*2 получим последовательность 2, 2, 2, 2, 4, 4, 4, 4. , т.е. последовательность из четных чисел. Формула =ЦЕЛОЕ((ЧСТРОК(A$2:A2)-1)/4+1)*2-1 даст последовательность 1, 1, 1, 1, 3, 3, 3, 3, .

Примечание . Для выделения повторов использовано Условное форматирование .

Формула =ОСТАТ(ЧСТРОК(A$2:A2)-1;4)+1 даст последовательность 1, 2, 3, 4, 1, 2, 3, 4, . Это пример последовательности с периодически повторяющимися элементами.

Используем клавишу CTRL

Пусть, как и в предыдущем примере, в ячейку A2 введено значение 1 . Выделим ячейку A2 . Удерживая клавишу CTRL , скопируем Маркером заполнения (при этом над курсором появится маленький плюсик), значение из A 2 в ячейки ниже. Получим последовательность чисел 1, 2, 3, 4 …

ВНИМАНИЕ! Если на листе часть строк скрыта с помощью фильтра , то этот подход и остальные, приведенные ниже, работать не будут. Чтобы разрешить нумерацию строк с использованием клавиши CTRL , выделите любую ячейку с заголовком фильтра и дважды нажмите CTRL + SHIFT + L (сбросьте фильтр).

Используем правую клавишу мыши

Пусть в ячейку A2 введено значение 1 . Выделим ячейку A2 . Удерживая правую клавишу мыши, скопируем Маркером заполнения , значение из A2 в ячейки ниже. После того, как отпустим правую клавишу мыши появится контекстное меню, в котором нужно выбрать пункт Заполнить . Получим последовательность чисел 1, 2, 3, 4 …

Используем начало последовательности

Если начало последовательности уже задано (т.е. задан первый элемент и шаг последовательности), то создать последовательность 1, 2, 3, . можно следующим образом:

Получаем результат как в предыдущем случае. Если в ячейке А3 введено значение 3 , т.е. задан шаг последовательности равный 2, то мы получим последовательность нечетных чисел.

Создадим последовательность вида 1, 2, 3, 1, 2, 3. для этого введем в первые три ячейки значения 1, 2, 3, затем маркером заполнения , удерживая клавишу CTRL , скопируем значения вниз.

Использование инструмента Прогрессия

Воспользуемся стандартным средством EXCEL для создания прогрессий, в то числе и арифметических.

вводим в ячейку А2 значение 1 ;
выделяем диапазон A2:А6 , в котором будут содержаться элементы последовательности;
вызываем инструмент Прогрессия ( Главная/ Редактирование/ Заполнить/ Прогрессия. ), в появившемся окне нажимаем ОК.

Использование в работе : Подходы для создания числовых последовательностей можно использовать для нумерации строк , сортировки списка с числами , разнесения значений по столбцам и строкам .

СОВЕТ: О текстовых последовательностях вида первый, второй, . 1), 2), 3), . можно прочитать в статье Текстовые последовательности . О последовательностях значений в формате дат (и времени) вида 01.01.09, 01.02.09, 01.03.09, . янв, апр, июл, . пн, вт, ср, . можно прочитать в статье Последовательности дат и времен . О массивах значений, содержащих последовательности конечной длины, используемых в формулах массива , читайте в статье Массив значений (или константа массива или массив констант) .

С определениями закончили, теперь самое время перейти от теории к практике.

Арифметическая прогрессия в Excel

Далее мы увидим диалоговое окно с настройками параметров:

В данных настройках мы можем выбрать дополнительные параметры, которые позволят нам более детально настроить и заполнить прогрессию в Excel:

Разберем как сделать арифметическую прогрессию в Excel на конкретном примере.

В результате мы получим заполненный диапазон с заданным набором чисел:

Аналогичный результат можно получить и при задании элементов с помощью формул.
Для этого также задаем начальный элемент в первой ячейке, а в последующих ячейках указываем рекуррентную формулу члена арифметической прогрессии (то есть текущий член получается как сумма предыдущего и шага):

Геометрическая прогрессия в Excel

В итоге получаем:

Идентичного результата также можно добиться и через использование формул:

Числовая последовательность в Excel

Арифметическая и геометрическая прогрессии являются частными случаями числовой последовательности, в общем же случае ее можно создать, как минимум, тремя способами:

Непосредственное (прямое) перечисление элементов;
Через общую формулу n-го члена;
С помощью рекуррентного соотношения, которое выражает произвольный член через предыдущие.

Первый способ подразумевает под собой ручной ввод значений в ячейки. Удобный вариант при вводе небольшого количества значений, в обратном же случае данный способ достаточно трудозатратный.
Второй и третий способы более универсальны, так как позволяют автоматически посчитать значения членов с помощью формул, что удобно при большом количестве элементов.
Поэтому поподробнее остановимся на построении последовательностей данными способами.

В варианте с рекуррентной формулой рассмотрим пример с набором чисел Фибоначчи, в котором первые два числа равны 1 и 1, а каждый последующее число равно сумме двух предыдущих.
В итоге произвольный член можно представить в виде рекуррентного соотношения F_n = F_n-1 + F_n-2 при n > 2.
Определяем начальные элементы (две единицы) в двух ячейках, а остальные задаем с помощью формулы:

Числовой ряд является некой последовательностью, которая рассматривается совместно с другой последовательностью (ее еще называют последовательностью частичных сумм). Подобные понятия применяются в математическом и комплексном анализе.

Сумму числового ряда можно легко вычислить в Excel с помощью функции РЯД.СУММ. Рассмотрим на примере, как работает данная функция, а после построим график функций. Научимся применять числовой ряд на практике при подсчете роста капитала. Но для начала немного теории.

Сумма числового ряда

Числовой ряд можно рассматривать как систему приближений к числам. Для его обозначения применяют формулу:

Здесь показана начальная последовательность чисел ряда и правило суммирования:

∑ - математический знак суммы;
a_i - общий аргумент;
_i - переменная, правило для изменения каждого последующего аргумента;
∞ - знак бесконечности, «предел», до которого проводится суммирование.

Запись обозначает: суммируются натуральные числа от 1 до «плюс бесконечности». Так как _i = 1, то подсчет суммы начинается с единицы. Если бы здесь стояло другое число (например, 2, 3), то суммировать мы начинали бы с него (с 2, 3).

В соответствии с переменной _i ряд можно записать развернуто:

= а₁ + а₂ + а₃ + а₄ + а₅ + … (до «плюс бесконечности).

Определение суммы числового ряда дается через «частичные суммы». В математике они обозначаются Sn. Распишем наш числовой ряд в виде частичных сумм:

Сумма числового ряда – это предел частичных сумм S_n. Если предел конечен, говорят о «сходящемся» ряде. Бесконечен – о «расходящемся».

Сначала найдем сумму числового ряда:

Теперь построим в Excel таблицу значений членов ряда:

Общий первый аргумент берем из формулы: i=3.

Все следующие значения _i находим по формуле: =B4+$B$1. Ставим курсор в нижний правый угол ячейки В5 и размножаем формулу.

Найдем значения. Делаем активной ячейку С4 и вводим формулу: =СУММ(2*B4+1). Копируем ячейку С4 на заданный диапазон.

Значение суммы аргументов получаем с помощью функции: =СУММ(C4:C11). Комбинация горячих клавиш ALT+«+» (плюс на клавиатуре).

Функция РЯД.СУММ в Excel

Для нахождения суммы числового ряда в Excel применяется математическая функция РЯД.СУММ. Программой используется следующая формула:

х – значение переменной;
n – степень для первого аргумента;
m – шаг, на который увеличивается степень для каждого последующего члена;
а – коэффициенты при соответствующих степенях х.

Важные условия для работоспособности функции:

все аргументы обязательные (то есть все должны быть заполнены);
все аргументы – ЧИСЛОвые значения;
вектор коэффициентов имеет фиксированную длину (предел в «бесконечность» не подойдет);
количество «коэффициентов» = числу аргументов.

Вычисление суммы ряда в Excel

Та же функция РЯД.СУММ работает со степенными рядами (одним из вариантов функциональных рядов). В отличие от числовых, их аргументы являются функциями.

Функциональные ряды часто используются в финансово-экономической сфере. Можно сказать, это их прикладная область.

Например, положили в банк определенную сумму денег (а) на определенный период (n). Имеем ежегодную выплату х процентов. Для расчета наращенной суммы на конец первого периода используется формула:

На конец второго и последующих периодов – вид выражений следующий:

S₂ = a (1 + x) 2 ; S₃ = a (1 + x) 2 и т.д.

Чтобы найти общую сумму:

S_n = a (1 + x) + a (1 + x) 2 + a (1 + x) 3 + … + a (1 + x) n

Частичные суммы в Excel можно найти с помощью функции БС().

Исходные параметры для учебной задачи:

Используя стандартную математическую функцию, найдем накопленную сумму в конце срока сумму. Для этого в ячейке D2 используем формулу: =B2*СТЕПЕНЬ(1+B3;4)

Теперь в ячейке D3 решим эту же задачу с помощью встроенной функции Excel: =БС(B3;B1;;-B2)

Результаты одинаковые, как и должно быть.

Как заполнить аргументы функции БС():

«Ставка» - процентная ставка, под которую оформлен вклад. Так как в ячейке В3 установлен процентный формат, мы в поле аргумента просто указали ссылку на эту ячейку. Если было бы указано число, то прописывали бы его сотую долю (20/100).
«Кпер» - число периодов для выплат процентов. В нашем примере – 4 года.
«Плт» - периодические выплаты. В нашем случае их нет. Поэтому поле аргумента не заполняем.
«Пс» - «приведенная стоимость», сумма вклада. Так как мы на время расстаемся с этими деньгами, параметр указываем со знаком «-».

Таким образом, функция БС помогла найти нам сумму функционального ряда.

В Excel есть и другие встроенные функции для нахождения разных параметров. Обычно это функции для работы с инвестиционными проектами, ценными бумагами и амортизационными платежами.

Построение графика функций суммы числового ряда

Построим график функций, отражающий рост капитала. Для этого нам нужно построить график функции являющейся суммой построенного ряда. За пример, возьмем те же данные по вкладу:

Дальше нам нужна функция для начисления сложных процентов - БС(). Мы узнаем будущею стоимость инвестиций при условии равных платежей и постоянной процентной ставке. Используя функцию БС(), заполним таблицу:

В первой строке показана накопленная сумма через год. Во второй – через два. И так далее.

Сделаем еще один столбец, в котором отразим прибыль:

Как мы считали – в строке формул.

На основании полученных данных построим график функций.

Выделим 2 диапазона: A5:A9 и C5:C9. Переходим на вкладку «Вставка» - инструмент «Диаграммы». Выбираем первый график:

Сделаем задачу еще более "прикладной". В примере мы использовали сложные проценты. Они начисляются на наращенную в предыдущем периоде сумму.

Возьмем для сравнения простые проценты. Формула простых процентов в Excel: =$B$2*(1+A6*B6)

Добавим полученные значения в график «Рост капитала».

Какие именно выводы сделает инвестор – очевидно.

Математическая формула частичной суммы функционального ряда (с простыми процентами): S_n = a (1 + x*n), где а – первоначальная сумма вклада, х – проценты, n – период.

Функция РЯД.СУММ в Excel предназначена для расчета суммы степенного ряда типа a₁x n +a₂x (n+m) +a₃x (n+2m) +…+a_ix (n+(i-1)m) , где:

a – некоторый коэффициент;
x –переменная ряда;
n – показатель степени независимой переменной для первого члена ряда;
m – количественная характеристика изменения показателя степени независимой переменной.

Функция РЯД.СУММ производит расчет суммы членов степенного ряда на основе известных значений, переданных в качестве ее аргументов, и возвращает соответствующее числовое значение.

Примеры использования функции РЯД.СУММ в Excel

Пример 1. Рассчитать сумму первых пяти членов в ряду типа f(x)=∑_i=0 ∞ a_ix (n+(i-1)) , если x имеет значение 5, начальная степень переменной n=1 и для каждого последующего члена увеличивается на 1, коэффициенты a приведены в таблице Excel.

Вид исходной таблицы:

Расчет производится по следующей формуле:

B2 – значение переменной x степенного ряда;
B4 - показатель степени переменной;
B6 – шаг увеличения степени переменной;
A2:A6 – диапазон ячеек, содержащих значения коэффициентов a.

Сумма степенного ряда составила 532,67.

Определение синуса методом разложения на ряд Маклорена в Excel

Пример 2. Определить значение sin1 с точностью до пяти знаков после запятой методом разложения функции sinx на ряд Маклорена.

Функция sinx может быть представлена в виде ряда:

Часть выражения 1/(2n+1)! является коэффициентом a степенного ряда.

Нулевым коэффициентом ряда является 1 (поскольку первое значение – x, который по условию равен 1) a для остальных используем формулу:

Функция ФАКТР используется для определения факториала числа. Аналогично рассчитаем значения еще двух коэффициентов и введем остальные данные:

Для расчета используем формулу:

A2 – нулевой коэффициент (вынесен за пределы формулы);
B2 – значение переменной;
C2 – показатель степени переменной первого члена последовательности;
A3:A5 – диапазон ячеек, содержащих значения коэффициентов.

Результат вычислений округляется функцией ОКРУГЛ до 5 знаков после запятой.

Расчет экспоненциального роста сложных процентов по функции РЯД.СУММ в Excel

Пример 3. В банк был сделан депозит под 15% годовых на некоторую сумму с непрерывным увеличением процентов на 5 лет. Определить показатель роста инвестиций с использованием разложения в степенной ряд.

Для расчета параметра роста можно использовать функцию y=ex. Как известно, ее можно разложить в ряд Маклорена следующим способом:

Для расчета коэффициентов можно использовать формулу an=1/n!. Заполним таблицу исходных данных:

Значение x рассчитано как произведение ставки и времени действия договора. А расчета коэффициента такой же, как и в предыдущем примере: =1/ФАКТР(2), (3), (4)…

Предположим, данного количества коэффициентов достаточно для расчета. Используем следующую функцию:

Проверим результат с использованием функции EXP:

Рассчитаем погрешность по формуле:

Начальная сумма вклада увеличится примерно в 2,12 раза. Значения членов степенного ряда, на который была разложена функция y=ex, убывают по мере роста показателя степени, демонстрируя, как по мере уменьшения временных интервалов снижается показатель роста. То есть, «старший» член ряда делает меньший «вклад» в общую сумму.

Читайте также: