Toán 11 Bài 4: Cấp số nhân

Với giải bài tập Toán lớp 11 Bài 4: Cấp số nhân chi tiết giúp học sinh dễ dàng xem và so sánh lời giải từ đó biết cách làm bài tập môn Toán 11.

1 1,912 10/11/2022
Tải về


Mục lục Giải Toán 11 Bài 4: Cấp số nhân

Video giải Toán 11 Bài 4: Cấp số nhân

Hoạt động 1 trang 98 SGK Toán lớp 11 Đại số: Tục truyền rằng nhà vua Ấn Độ cho phép người phát minh ra bàn cờ Vua được lựa chọn một phần thưởng tùy theo sở thích. Người đó chỉ xin nhà vua thưởng cho số thóc bằng số thóc được đặt lên 64 ô của bàn cờ như sau: Đặt lên ô thứ nhất của bàn cờ một hạt thóc, tiếp ô thứ hai hai hạt, … cứ như vậy, số hạt thóc ở ô sau gấp đôi số hạt thóc ở ô trước cho đến ô cuối cùng.

Hãy cho biết số hạt thóc ở các ô từ ô thứ nhất đến thứ sáu của bàn cờ.

Hãy cho biết số hạt thóc ở các ô từ ô thứ nhất đến thứ sáu của bàn cờ (ảnh 1)

Lời giải:

Số hạt thóc ở các ô từ ô thứ nhất đến thứ sáu là: 1; 2; 4; 8; 16; 32.

Hoạt động 2 trang 99 SGK Toán lớp 11 Đại số: Hãy đọc hoạt động 1 và cho biết ô thứ 11 có bao nhiêu hạt thóc?

Lời giải:

Từ câu hỏi 1 ta thấy:

Ô thứ 1 có 1 = 20 = 21–1 hạt thóc.

Ô thứ 2 có 2 = 21 = 22−1 hạt thóc.

Ô thứ 3 có 4 = 22 = 23−1 hạt thóc.

Ô thứ 4 có 8 = 23 = 24 – 1 hạt thóc.

Ô thứ 5 có 16 = 24 = 25−1 hạt thóc.

...

Tổng quát: Ô thứ n có 2n−1 hạt thóc.

Ô thứ 11 có: 211−1 = 210 = 1024 hạt thóc.

Hoạt động 3 trang 101 SGK Toán lớp 11 Đại số: Cho cấp số nhân (un) với

u1 = -2 và q=12.

a) Viết năm số hạng đầu của nó.

b) So sánh u22 với tích u1.u3 và u32 với tích u2.u4.

Nêu nhận xét tổng quát từ kết quả trên.

Lời giải:

a) Ta có u1 = -2

u2=u1.q=2.12=1u3=u2.q=1.12=12u4=u3.q=12.12=14u5=u4.q=14.12=18
b) Ta có: u22=12=1

u1.u3=2.12=1u22=u1.u3

Lại có: u32=122=14

u2.u4=1.14=14u32=u2.u4

Do đó uk2=uk1.uk+1k2.

Hoạt động 4 trang 101 SGK Toán lớp 11 Đại số: Tính tổng số các hạt thóc ở 11 ô đầu của bàn cờ nêu ở hoạt động 1.

Lời giải:

Ta có:

u1 = 1

u2 = 2

u3 = 22

...

u11 = 210

Suy ra S = u1 + u2 +...+ u10 = 1 + 2 + 22 +...+ 210

Suy ra 2S = 2 + 22 +...+ 210 + 211

Suy ra 2S – S = (2 + 22 +...+ 210 + 211) − (1 + 2 + 22 +...+ 210)

Suy ra S = 211 – 1 = 2047

Cách tổng quát:

Ta có:

S = u1 + u2 + u3 + u4 + u5 + u6 + u7 + u8 + u9 + u10 + u11

= u1 + u1.q + u1.q2 +⋯+ u1.q9 + u1.q10 (1)

Suy ra S.q = u1.q + u1.q2 +⋯+ u1.q9 + u1.q10 + u1.q11 (2)

Lấy (1) trừ (2), ta được:

(1− q)S = u1(1 − q11)

S=u11q111q

Vậy tổng số hạt thóc của 11 ô đầu là 

S=1121112=2111=2047

Hoạt động 5 trang 102 SGK Toán lớp 11 Đại số: Tính tổng S=1+13+132+...+13n.

Lời giải:

Cách 1:

Cấp số nhân có u1 = 1, q=13

S là tổng của (n + 1) số hạng đầu tiên.

S=u11qn+11q=1.113n+1113 =32113n+1

Cách 2:

Ta có:

S=1+13+132+133...+13n3S=3+1+13+132+...+13n13S=3+S13n2S=313nS=12.313n=32113n+1

Bài tập 1 SGK trang 103 Toán lớp 11 Đại số: Chứng minh các dãy số 35.2n52n12n là các cấp số nhân.

Lời giải:

+ Ta có:  un=35.2n

u1=3521=65

Với mọi n*, ta có: un+1=352n+1

un+1un=352n+1352n=2n+12n=2n22n=2 (không đổi)

Vậy dãy số đã cho là một cấp số nhân với u1=65 và q = 2.

+ Ta có:  un=52n

u1=521=52

Với mọi n*, ta có:

 un+1un=52n+152n=52n+1:52n =52n+12n5 =2n2n+1=2n2n2=12(không đi) 

Vậy dãy số đã cho là một cấp số nhân với u1=52 và q=12

+ Ta có: un=12n suy ra u1=121=12

Với mọi n*, ta có:

Chứng minh các dãy số (ảnh 1)

Vậy dãy số đã cho là một cấp số nhân với u1=12 và q=12

 

Bài tập 2 SGK trang 103 Toán lớp 11 Đại số: Cho cấp số nhân (un) với công bội q.

a) Biết u1 = 2, u6 = 486. Tìm q.

b) Biết q=23u4=821. Tìm u1.

c) Biết u1 = 3, q = -2. Hỏi số 192 là số hạng thứ mấy?

Lời giải:

a) Ta có: u6 u1.q5

   486=2.q5 q5=243 q=3

b) Ta có: u4 = u1.q3

821=u1233 u1=97

c) Ta có:

un = u1.qn-1

 192=3.2n1 2n1=64n1=6 n=7   

Vậy số 192 là số hạng thứ 7.

Bài tập 3 SGK trang 103 Toán lớp 11 Đại số: Tìm các số hạng của cấp số nhân (un) có năm số hạng, biết:

a) u3 = 3 và u5 = 27;

b) u4 – u2 = 25 và u3 – u1 = 50.

Lời giải:

a) Ta có:

u3=3u5=27u1.q2=3u1.q4=27q2=9 q=±3

Với q = 3 ta có: u1=13. Ta có cấp số nhân:

u1=13, u2 = 1, u3 = 3, u4 = 9, u5 = 27

Với q = -3 ta có: u1=13. Ta có cấp số nhân:

u1=13, u2 = -1, u3 = 3, u4 = -9, u5 = 27

b) Ta có:

u4u2=25u3u1=50 u1q3u1q=25u1q2u1=50u1qq21=25u1q21=50 q.50=25u1q21=50q=12u1141=50 q=12u1=2003

Ta có năm số hạng của cấp số nhân:

2003;1003;503;253;256.

Bài tập 4 SGK trang 104 Toán lớp 11 Đại số: Tìm cấp số nhân có sáu số hạng, biết rằng tổng của năm số hạng đầu là 31 và tổng của năm số hạng sau là 62.

Lời giải:

Giả sử có cấp số nhân: u1, u2, u3, u4, u5, u6

Theo giả thiết ta có:

u1 + u2 + u3 + u4 + u5 = 31      (1)

u2 + u3 + u4 + u5 + u6 = 62      (2)

Nhân hai vế của (1) với q, ta được:

u1q + u2q + u3q + u4q + u5q = 31q

 u2 + u3 + u4 + u5 + u6 = 31q       (3)

Từ (2) và (3) suy ra 62 = 31.q

Suy ra q = 2

Ta có S5 = 31

 u112512=31

31u1=31u1=1

Vậy ta có cấp số nhân là: 1, 2, 4, 8, 16, 32.

Cách khác:

Ta có: S5=u1.1q51q

S5’= u2 + u3 + u4 + u5 + u6

= u1q + u2q + u3q + u4q + u5q

= q.( u1 + u2 + u3 + u4 + u5)

= q. S5

Mà S5 = 31, S5’= 62

Khi đó q = 2

u1=S5.1q1q5=1

Vậy ta có cấp số nhân là 1, 2, 4, 8, 16, 32.

Bài tập 5 SGK trang 104 Toán lớp 11 Đại số: Tỉ lệ tăng dân số của tỉnh X là 1,4%. Biết rằng số dân của tỉnh hiện nay là 1,8 triệu người. Hỏi với mức tăng như vậy thì sau 5 năm, 10 năm số dân của tỉnh đó là bao nhiêu?

Lời giải:

Giả sử số dân của một tỉnh đó hiện nay là N. Vì tỉ lệ tăng dân số là 1,4% nên sau một năm, số dân tăng thêm là 1,4%.N

Vậy số dân của tỉnh đó vào năm sau là

N+1,4%.N=101,4%.N=101,4100N

Như vậy số dân của tỉnh đó sau mỗi năm lập thành cấp số nhân. Hiện tại: u1 = N

Sau 1 năm: u2=101,4100N

Sau 2 năm: u3=101,41002N; ...

Vậy nếu N = 1,8 triệu người

Áp dụng công thức tính số hạng tổng quát của cấp số nhân thì:

Sau 5 năm số dân của tỉnh là

u6=101,410051,81,9 (triệu người)

Vậy sau 10 năm số dân của tỉnh là

u11=101,4100101,82,1 (triệu người).

Bài tập 6 SGK trang 104 Toán lớp 11 Đại số: Cho hình vuông C1 có cạnh bằng 4. Người ta chia mỗi cạnh của hình vuông thành bốn phần bằng nhau và nối các điểm chia một cách thích hợp để có hình vuông C2 (h.44). Từ hình vuông C2 lại tiếp tục như trên để được hình vuông C3,… Tiếp tục quá trình trên, ta nhận được các dãy các hình vuông C1, C2, C3, …,Cn,…

Gọi an là độ dài cạnh của hình vuông Cn. Chứng minh dãy số (an) là một cấp số nhân.

Cho hình vuông C1 có cạnh bằng 4 (ảnh 1)

Lời giải:

Cho hình vuông C1 có cạnh bằng 4 (ảnh 1)

Xét dãy số (an), ta có a1 = 4.

Gọi an là cạnh hình vuông Cn.

Ta tính cạnh hình vuông an+1 như sau:

Xét tam giác BEF vuông tại B có:

BE=34BA=3an4BF=14BC=an4

Do đó

EF=BE2+BF2 =3an42+an42=104an

hay an+1=104an

Vậy dãy số (an) là cấp số nhân với số hạng đầu là a1 = 4 và công bội q=104

Bài giảng Toán 11 Bài 4: Cấp số nhân

Xem thêm lời giải bài tập Toán lớp 11 hay, chi tiết khác:

Ôn tập chương 3

Bài 1: Phép biến hình

Bài 2: Phép tịnh tiến

Bài 3: Phép đối xứng trục

Bài 4: Phép đối xứng tâm

Xem thêm tài liệu Toán lớp 11 hay, chi tiết khác:

Lý thuyết Cấp số nhân

Lý thuyết Cấp số nhân

1 1,912 10/11/2022
Tải về


Xem thêm các chương trình khác: