Otimização de código python

Isso é mais um problema de matemática eu diria, do que de lógica em si, veja bem:

Uma PA tem a fórmula pra calcular a soma dos termos:
Soma = (primeiro + ultimo) * tamanho / 2
Repare que na descriçao do problema fala que você sempre terá o primeiro e último termo, entao você pode sempre aplicar essa fórmula.

Com isso em maos, você pode calcular o valor que a PA deveria ter (com a fórmula) e a soma que realmente tem (com a funçao sum do python)

A diferença do que deveria ser e o que realmente é, é o valor que tá procurando.

Isso faz a complexidade da sua funçao ser linear, e provavelmente passando o timeout.