첫째항(수열의 처음 수), 공차(한 항씩 나아갈 때마다 늘어나는 양), 항수(몇 번째 항까지 구할지)를 입력하고 ‘계산’을 누르세요. 수열의 앞부분의 항, 제n항, 첫째항부터 제n항까지의 합을 한꺼번에 계산합니다. 아래 일반항의 식은 입력란과 연결되어 있어서 첫째항·공차·항수 부분을 직접 고쳐도 계산할 수 있습니다.
목차
이 페이지에서 할 수 있는 것
- 첫째항(처음 수), 공차(한 항마다 늘어나는 양), 항수의 세 가지만 넣으면 등차수열의 제 \(n\) 항과 첫째항부터 제 \(n\) 항까지의 합을 한꺼번에 구할 수 있습니다
- ‘2, 7, 12, 17, …처럼 5씩 늘어나는 수열의 20번째 수는? 모두 더하면 얼마?’ 같은 수열 문제에 그대로 쓸 수 있습니다
- 첫째항과 공차에는 소수나 음수도 쓸 수 있습니다(줄어드는 수열은 공차를 음수로 합니다)
- 수열의 항이 일직선으로 늘어서는 모습(공차 = 늘어나는 방식)을 계산 결과와 함께 그래프로도 확인할 수 있습니다
- 공식의 쉬운 해설과 Excel·Google 스프레드시트·Python에 복사해 쓸 수 있는 수식도 이 페이지에 정리되어 있습니다
이 계산은 어디에 쓰일까요?
‘첫 달은 10,000원, 다음 달부터 매달 5,000원씩 저축액을 늘린다’는 저축 계획은 첫째항 10000, 공차 5000인 등차수열입니다. 12개월째 저축액은 \(10000 + 11 \times 5000 = 65000\)원, 1년 동안의 합계는 \(12 \times (10000 + 65000) \div 2 = 450000\)원으로, 식 두 개로 앞날까지 내다볼 수 있습니다.
매번 같은 양씩 늘리는(줄이는) 계획의 ‘몇 번째는 얼마?’, ‘합계는 얼마?’는 모두 등차수열의 계산입니다.
객석이 부채꼴로 퍼지는 공연장에서는 ‘첫째 줄 20석, 뒷줄로 갈 때마다 2석씩 늘어난다’ 같은 구조를 흔히 볼 수 있습니다. 30줄이면 맨 뒷줄은 \(20 + 29 \times 2 = 78\)석, 전체로는 \(30 \times (20 + 78) \div 2 = 1470\)석입니다.
한 줄씩 세지 않아도 등차수열의 합의 공식으로 전체 좌석 수나 티켓 매출의 상한을 바로 어림할 수 있습니다.
‘1부터 100까지의 정수를 모두 더하면?’ 수학자 가우스가 어렸을 때 \(100 \times (1 + 100) \div 2 = 5050\)이라고 바로 답했다고 전해지는 유명한 문제는, 첫째항 1, 공차 1, 항수 100인 등차수열의 합 그 자체입니다.
전표 번호 ○번부터 ○번까지의 합계나 ‘첫날은 1개, 둘째 날은 2개…’ 식으로 쌓아 가는 양 등, 연속된 번호의 합은 이 식으로 순식간에 구할 수 있습니다.
달리기를 ‘첫 주는 2 km, 매주 0.5 km씩 거리를 늘린다’는 계획으로 세우면, 12주째에는 \(2 + 11 \times 0.5 = 7.5\) km, 12주 동안의 합계 거리는 \(12 \times (2 + 7.5) \div 2 = 57\) km입니다.
무리 없이 이어 가는 ‘매번 조금씩 늘리는’ 계획의 도달점과 총량을 달리기 전에 숫자로 확인할 수 있습니다.
원금에만 이자가 붙는 ‘단리’에서는 잔액이 매년 같은 금액씩 늘어나는 등차수열이 됩니다. 원금 100만 원, 연이율 3%(단리)라면 매년 30,000원씩 늘어나, 5년 후의 잔액은 \(1000000 + 5 \times 30000 = 1150000\)원입니다.
한편 이자에도 이자가 붙는 ‘복리’는 등비수열(곱셈으로 늘어나는 수열)이 됩니다. 단리와 복리의 차이는 ‘더해서 늘어나는가, 곱해서 늘어나는가’입니다. 수열의 말로 정리하면 금융 상품의 설명이 훨씬 읽기 쉬워집니다.
공식과 그래프
용어·기호 해설
기호
| \(a_1\) | 에이 일 | 첫째항입니다. 수열의 맨 처음 항(수)입니다. 2, 7, 12, 17, …인 수열이면 2에 해당합니다. |
| \(d\) | 디 | 공차입니다. 이웃한 항의 차(한 항씩 나아갈 때마다 늘어나는 양)입니다. 2, 7, 12, 17, …이면 5입니다. 영어 difference(차)의 첫 글자이며, 음수일 때도 있습니다. |
| \(n\) | 엔 | 항수입니다. 몇 번째 항까지 생각하는지를 나타내는 양의 정수입니다. ‘제20항까지’이면 \(n = 20\)입니다. |
| \(a_n\) | 에이 엔 | 제 \(n\) 항입니다. 수열의 \(n\)번째 수입니다. 오른쪽 아래의 작은 문자(첨자)가 ‘몇 번째인지’를 나타냅니다. 제 \(n\) 항을 \(n\)에 대한 식으로 나타낸 것을 ‘일반항’이라고 합니다. |
| \(n-1\) | 엔 빼기 일 | 제1항부터 제 \(n\) 항까지 ‘나아가는 항의 수’입니다. 공차를 더하는 횟수입니다. 항의 개수 \(n\)보다 1 작습니다(제1항에서 제3항까지는 2번 나아감). |
| \(S_n\) | 에스 엔 | 첫째항부터 제 \(n\) 항까지의 합입니다. \(a_1 + a_2 + \cdots + a_n\)을 한꺼번에 나타낸 기호로, 영어 sum(합)의 첫 글자입니다. |
| \(\cdots\) | 점 점 점(말줄임표) | ‘같은 규칙으로 이어진다’는 것을 나타내는 기호입니다. 2, 7, 12, 17, …이라고 쓰면 ‘이다음에도 5씩 계속 늘어난다’는 뜻입니다. |
용어
| 수열 | 수를 한 줄로 늘어놓은 것입니다. 늘어놓은 수 하나하나를 ‘항’이라고 합니다. 고등학교 2학년(16~17세) 수학에서 배우는 단원입니다. |
| 등차수열 | 이웃한 항의 차가 항상 같은 수열입니다. 2, 7, 12, 17, …(차는 항상 5) 같은 수열입니다. ‘차가 같은 수열’이라서 등차수열이라고 합니다. |
| 항 | 수열에 늘어놓은 수 하나하나입니다. 처음부터 차례로 제1항, 제2항, …이라고 합니다. |
| 첫째항 | 수열의 맨 처음 항입니다. 제1항을 말합니다. 기호로는 \(a_1\)(교과서에서는 \(a\)로 쓰기도 함)로 씁니다. |
| 공차 | 등차수열에서 이웃한 항의 차를 말합니다. 어느 이웃한 두 항으로 뺄셈을 해도 같은 값이 됩니다. 음수(줄어드는 수열)나 소수여도 괜찮습니다. |
| 끝항 | 생각하는 범위의 맨 마지막 항입니다. 첫째항부터 제 \(n\) 항까지의 합을 생각할 때의 끝항은 \(a_n\)(교과서에서는 \(l\)로 쓰기도 함)입니다. |
| 일반항 | 제 \(n\) 항을 \(n\)에 대한 식으로 나타낸 것입니다. 등차수열의 일반항은 \(a_n = a_1 + (n-1)d\)이며, \(n\)에 번호를 넣으면 그 항의 값을 바로 알 수 있습니다. |
| 등비수열 | 이웃한 항의 ‘비’가 항상 같은 수열입니다. 2, 6, 18, 54, …(매번 3을 곱함) 같은 수열입니다. 같은 수를 ‘더하는’ 등차수열과는 늘어나는 방식이 다르므로 이 페이지의 식은 쓸 수 없습니다. |
먼저 알아 두면 좋은 내용
이 페이지의 계산을 ‘의미를 알고’ 쓸 수 있도록, 먼저 알아 두면 좋은 내용을 정리했습니다.
막히면 이 표의 내용으로 돌아가 복습하는 것이 지름길입니다.
| 규칙 찾기·수의 배열(초등학교 4~6학년, 9~12세) |
|
| 정수와 유리수(중학교 1학년, 12~13세) |
|
| 문자와 식(중학교 1학년, 12~13세) |
|
| 자연수의 혼합 계산(초등학교 5학년, 10~11세) |
|
Excel로 계산하는 방법
| 첫째항 a1 | 2 |
| 공차 d | 5 |
| 항수 n | 20 |
| 제n항 | =B1+(B3-1)*B2 |
| 첫째항 a1 | 2 |
| 공차 d | 5 |
| 항수 n | 20 |
| 제n항 | =B1+(B3-1)*B2 |
| 첫째항부터 제n항까지의 합 | =B3*(B1+B4)/2 |
| 첫째항 a1 | 2 |
| 공차 d | 5 |
| 항수 n | 20 |
| 첫째항부터 제n항까지의 합 | =B3*(2*B1+(B3-1)*B2)/2 |
수식 안의 ‘B1’, ‘B3’은 ‘그 셀의 숫자를 쓴다’는 뜻이고, ‘*’는 곱셈, ‘/’는 나눗셈입니다. ‘=B1+(B3-1)*B2’는 ‘첫째항에 (항수 − 1) × 공차를 더한다’는 식 그 자체입니다.
예를 들어 첫 번째 표라면 B4에 97(제20항), 두 번째 표라면 B5에 990(합)이 표시됩니다. B1~B3을 원하는 숫자로 바꾸기만 하면 쓸 수 있습니다.
Google 스프레드시트로 계산하는 방법
| 첫째항 a1 | 2 |
| 공차 d | 5 |
| 항수 n | 20 |
| 제n항 | =B1+(B3-1)*B2 |
| 첫째항 a1 | 2 |
| 공차 d | 5 |
| 항수 n | 20 |
| 제n항 | =B1+(B3-1)*B2 |
| 첫째항부터 제n항까지의 합 | =B3*(B1+B4)/2 |
| 첫째항 a1 | 2 |
| 공차 d | 5 |
| 항수 n | 20 |
| 첫째항부터 제n항까지의 합 | =B3*(2*B1+(B3-1)*B2)/2 |
Python으로 계산하는 방법
first_term = 2 # 첫째항
common_difference = 5 # 공차
number_of_terms = 20 # 항수
# 제n항 = 첫째항 + (n - 1) × 공차
nth_term = first_term + (number_of_terms - 1) * common_difference
# 첫째항부터 제n항까지의 합 = n × (첫째항 + 제n항) ÷ 2
sum_of_terms = number_of_terms * (first_term + nth_term) / 2
# 수열의 앞부분 10개 항(확인용)
sequence = [first_term + k * common_difference for k in range(min(number_of_terms, 10))]
print(f"수열의 앞부분: {sequence}")
print(f"제{number_of_terms}항: {nth_term}")
print(f"첫째항부터 제{number_of_terms}항까지의 합: {sum_of_terms}")
LaTeX 등 수식 언어로 쓰는 법(복사 가능)
aₙ = a₁ + (n − 1)d
a_n = a_1 + (n-1)d
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>a</mi><mi>n</mi></msub>
<mo>=</mo>
<msub><mi>a</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>+</mo>
<mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow>
<mi>d</mi>
</mrow>
</math>
a_n = a_1 + (n-1) d
a1 + (n - 1)*d
an := a1 + (n - 1)*d;
a_n = a1 + (n - 1)*d;
a_n = a_1 + (n - 1)d
Sₙ = n(a₁ + aₙ) ÷ 2
S_n = \dfrac{n(a_1 + a_n)}{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mi>n</mi></msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>(</mo>
<msub><mi>a</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>+</mo>
<msub><mi>a</mi><mi>n</mi></msub>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
</mrow>
</math>
S_n = (n(a_1 + a_n))/2
n*(a1 + an)/2
Sn := n*(a1 + an)/2;
S_n = n*(a1 + a_n)/2;
S_n = n(a_1 + a_n)/2
Sₙ = n{2a₁ + (n − 1)d} ÷ 2
S_n = \dfrac{n\{2a_1 + (n-1)d\}}{2}
<math xmlns="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" display="block">
<mrow>
<msub><mi>S</mi><mi>n</mi></msub>
<mo>=</mo>
<mfrac>
<mrow>
<mi>n</mi>
<mo>{</mo>
<mn>2</mn>
<msub><mi>a</mi><mn>1</mn></msub>
<mo>+</mo>
<mrow><mo>(</mo><mi>n</mi><mo>−</mo><mn>1</mn><mo>)</mo></mrow>
<mi>d</mi>
<mo>}</mo>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
</mrow>
</math>
S_n = (n(2 a_1 + (n-1) d))/2
n*(2*a1 + (n - 1)*d)/2
Sn := n*(2*a1 + (n - 1)*d)/2;
S_n = n*(2*a1 + (n - 1)*d)/2;
S_n = n(2a_1 + (n - 1)d)/2
ChatGPT 에게 물어서 계산하는 방법
당신은 등차수열 계산 도우미입니다. 다음 계산을 반드시 Python 코드를 실제로 실행해서 하고, 실행 결과의 수치만을 근거로 답하세요(암산이나 추측으로 답하지 마세요). 제n항은 a_n = a_1 + (n-1)d, 합은 S_n = n(a_1 + a_n)/2로 구하세요. 1. 첫째항 2, 공차 5인 등차수열의 제20항과, 첫째항부터 제20항까지의 합 2. 첫째항 -3, 공차 4인 등차수열의 제10항과, 첫째항부터 제10항까지의 합 3. 첫째항 100, 공차 -7인 등차수열의 제15항과, 첫째항부터 제15항까지의 합 계산에 쓴 식과 실행 결과의 수치를 보여 주세요.
사용법
-
1숫자 입력계산하고 싶은 숫자를 입력란에 입력합니다
-
2계산‘계산’ 버튼을 누릅니다
-
3결과 확인계산 결과가 바로 표시됩니다. 계산의 원리와 공식 해설도 같은 페이지에서 확인할 수 있습니다
DataChef의 특징
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