Cho tam giác OMN vuông cân tại O, OM= ON = 1. Trong tam giác OMN, vẽ hình vuông OA1B1C1

Giải SBT Toán 11 Bài 1: Giới hạn của dãy số

Bài 12 trang 77 SBT Toán 11 Tập 1: Cho tam giác OMN vuông cân tại O, OM = ON = 1. Trong tam giác OMN, vẽ hình vuông OA₁B₁C₁ sao cho các đỉnh A₁, B₁, C₁ lần lượt nằm trên các cạnh OM, MN, ON. Trong tam giác A₁MB₁, vẽ hình vuông A₁A₂B₂C₂ sao cho các đỉnh A₂, B₂, C₂ lần lượt nằm trên các cạnh A₁M, MB₁, A₁B₁. Tiếp tục quá trình đó, ta được một dãy các hình vuông (Hình 3). Tính tổng diện tích các hình vuông này.

Lời giải:

Độ dài cạnh của các hình vuông lần lượt là

$$\begin{gathered} a_1=\frac{1}{2};a_2=\frac{1}{2}{a}_1=\frac{1}{2}\cdot \frac{1}{2}={\left(\frac{1}{2}\right)}^2; \\ {a}_3=\frac{1}{2}{a}_2=\frac{1}{2}\cdot {\left(\frac{1}{2}\right)}^2={\left(\frac{1}{2}\right)}^3;\dots \end{gathered}$$

Diện tích của các hình vuông lần lượt là

$S_1=a_1^2={\left(\frac{1}{2}\right)}^2=\frac{1}{4},$

$S_2=a_2^2={\left[{\left(\frac{1}{2}\right)}^2\right]}^2={\left(\frac{1}{4}\right)}^2,$

$S_3=a_3^2={\left[{\left(\frac{1}{2}\right)}^3\right]}^2={\left[{\left(\frac{1}{2}\right)}^2\right]}^3={\left(\frac{1}{4}\right)}^3,\dots$

Các diện tích S₁, S₂, S₃,... tạo thành cấp số nhân lùi vô hạn với số hạng đầu là $S_1=\frac{1}{4}$ và công bội bằng $\frac{1}{4}$.

Do đó, tổng diện tích các hình vuông là $S=\frac{1}{4}\cdot \frac{1}{1-\frac{1}{4}}=\frac{1}{3}$.