Cấp số cộng là một dãy số có tính chất đặc biệt. Bài giảng này sẽ cung cấp cho các em khái niệm cấp số cộng và các dạng toán liên quan, cùng với những ví dụ minh họa có hướng dẫn giải chi tiết sẽ giúp các em dễ dàng làm chủ nội dung phần này.
Dãy số (un) được xác định bởi \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{u_1} = a}\\{{u_{n + 1}} = {u_n} + d}\end{array}} \right.,{\rm{ }}n \in {N^*}\) gọi là cấp số cộng; \(d\) gọi là công sai.
\( \bullet \) Số hạng thứ n được cho bởi công thức: \({u_n} = {u_1} + (n - 1)d\).
\( \bullet \) Ba số hạng \({u_k},{u_{k + 1}},{u_{k + 2}}\) là ba số hạng liên tiếp của cấp số cộng khi và chỉ khi \({u_{k + 1}} = \frac{1}{2}\left( {{u_k} + {u_{k + 2}}} \right)\).
\( \bullet \) Tổng \(n\) số hạng đầu tiên \({S_n}\) được xác định bởi công thức :
\({S_n} = {u_1} + {u_2} + ... + {u_n} = \frac{n}{2}\left( {{u_1} + {u_n}} \right) = \frac{n}{2}\left[ {2{u_1} + \left( {n - 1} \right)d} \right]\).
Phương pháp:
\( \bullet \) Dãy số \(({u_n})\) là một cấp số cộng \( \Leftrightarrow {u_{n + 1}} - {u_n} = d\) không phụ thuộc vào n và \(d\) là công sai.
\( \bullet \) Ba số \(a,b,c\) theo thứ tự đó lập thành cấp số cộng \( \Leftrightarrow a + c = 2b\).
\( \bullet \) Để xác định một cấp số cộng, ta cần xác định số hạng đầu và công sai. Do đó, ta thường biểu diễn giả thiết của bài toán qua \({u_1}\) và \(d\).
Cho CSC \(({u_n})\) thỏa : \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{u_2} - {u_3} + {u_5} = 10}\\{{u_4} + {u_6} = 26}\end{array}} \right.\)
a) Xác định công sai.
b) Công thức tổng quát của cấp số cộng.
c) Tính \(S = {u_1} + {u_4} + {u_7} + ... + {u_{2011}}\).
Gọi \(d\) là công sai của CSC, ta có:
\(\left\{ \begin{array}{l}({u_1} + d) - ({u_1} + 2d) + ({u_1} + 4d) = 10\\({u_1} + 3d) + ({u_1} + 5d) = 26\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} + 3d = 10\\{u_1} + 4d = 13\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} = 1\\d = 3\end{array} \right.\)
Ta có công sai \(d = 3\) và số hạng tổng quát : \({u_n} = {u_1} + (n - 1)d = 3n - 2\).
Ta có các số hạng \({u_1},{u_4},{u_7},...,{u_{2011}}\) lập thành một CSC gồm 670 số hạng với công sai \(d' = 3d\), nên ta có: \(S = \frac{{670}}{2}\left( {2{u_1} + 669d'} \right) = 673015\)
Cho cấp số cộng \(({u_n})\) thỏa: \(\left\{ \begin{array}{l}{u_5} + 3{u_3} - {u_2} = - 21\\3{u_7} - 2{u_4} = - 34\end{array} \right.\).
a) Tính số hạng thứ 100 của cấp số cộng.
b) Tính tổng 15 số hạng đầu của cấp số cộng.
c) Tính \(S = {u_4} + {u_5} + ... + {u_{30}}\).
Từ giả thiết bài toán, ta có: \(\left\{ \begin{array}{l}{u_1} + 4d + 3({u_1} + 2d) - ({u_1} + d) = - 21\\3({u_1} + 6d) - 2({u_1} + 3d) = - 34\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} + 3d = - 7\\{u_1} + 12d = - 34\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} = 2\\d = - 3\end{array} \right.\).
a) Số hạng thứ 100 của cấp số: \({u_{100}} = {u_1} + 99d = - 295\)
b) Tổng của 15 số hạng đầu: \({S_{15}} = \frac{{15}}{2}\left[ {2{u_1} + 14d} \right] = - 285\)
c) \(S = {S_{30}} - {S_3} = 15\left( {2{u_1} + 29d} \right) - \frac{3}{2}\left( {2{u_1} + 2d} \right) = - 1242\).
Phương pháp:
\( \bullet \) Sử dụng công thức tổng quát của cấp số, chuyển các đại lượng qua số hạng đầu và công sai, công bội.
\( \bullet \) Sử dụng tính chất của cấp số cộng: \(a,b,c\) theo thứ tự đó lập thành CSC \( \Leftrightarrow a + c = 2b\)
Chứng minh rằng các số: \(1,\sqrt 3 ,3\) không thể cùng thuộc một CSC
Giả sử \(1,\sqrt 3 ,3\) là số hạng thứ \(m,n,p\) của một CSC \(({u_n})\).
Ta có:
\(\sqrt 3 = \frac{{3 - \sqrt 3 }}{{\sqrt 3 - 1}} = \frac{{{u_p} - {u_n}}}{{{u_n} - {u_m}}} = \frac{{{u_1}(p - n)}}{{{u_1}(n - m)}} = \frac{{p - n}}{{n - m}}\) vô lí vì \(\sqrt 3 \) là số vô tỉ, còn \(\frac{{p - n}}{{n - m}}\) là số hữu tỉ.
Phương pháp: \(a,b,c\) theo thứ tự đó lập thành CSC \( \Leftrightarrow a + c = 2b\)
Tìm \(x\) biết : \({x^2} + 1,x - 2,1 - 3x\) lập thành cấp số cộng.
Ta có: \({x^2} + 1,x - 2,1 - 3x\) lập thành cấp số cộng \( \Leftrightarrow {x^2} + 1 + 1 - 3x = 2(x - 2) \Leftrightarrow {x^2} - 5x + 6 = 0 \Leftrightarrow x = 2\,;\,x = 3\)
Vậy \(x = 2,x = 3\) là những giá trị cần tìm.
Xác định m để phương trình \({x^3} - 3{x^2} - 9x + m = 0\) có ba nghiệm phân biệt lập thành cấp số cộng.
Giải sử phương trình có ba nghiệm phân biệt lập thành cấp số cộng.
Khi đó:\({x_1} + {x_3} = 2{x_2},{x_1} + {x_2} + {x_3} = 3 \Rightarrow {x_2} = 1\)
Thay vào phương trình ta có: \(m = 11\).
Với \(m = 11\) ta có phương trình :\({x^3} - 3{x^2} - 9x + 11 = 0\)
\( \Leftrightarrow \left( {x - 1} \right)\left( {{x^2} - 2x - 11} \right) = 0 \Leftrightarrow {x_1} = 1 - \sqrt {12} ,{x_2} = 1,{x_3} = 1 + \sqrt {12} \)
Ba nghiệm này lập thành CSC.
Vậy \(m = 11\) là giá trị cần tìm.
Phương pháp quy nạp toán học là một dạng toán hay nhưng để làm quen các em sẽ gặp không ít khó khăn. Vì vậy trong bài học sẽ làm rõ thế nào là chứng minh quy nạp toán học? Việc vận dụng phương pháp pháp quy nạp vào giải toán sẽ được thực hiện như thế nào?
Để cũng cố bài học xin mời các em cũng làm Bài kiểm tra Trắc nghiệm Toán 11 Chương Bài 3để kiểm tra xem mình đã nắm được nội dung bài học hay chưa.
Tìm bốn số hạng liên tiếp của một cấp số cộng biết tổng của chúng bằng \(20\) và tổng các bình phương của chúng bằng \(120^0\).
Tìm công sai của cấp số cộng (un) thỏa mãn \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{u_2} - {u_3} + {u_5} = 10}\\{{u_4} + {u_6} = 26}\end{array}} \right.\)
Tam giác \(ABC\) có ba góc \(A,B,C\) theo thứ tự đó lập thành cấp số cộng và \(C = 5A\). Xác định số đo các góc \(A,B,C\).
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức và nắm vững hơn về bài học này nhé!
Bên cạnh đó các em có thể xem phần hướng dẫn Giải bài tập Toán 11 Chương Bài 3 sẽ giúp các em nắm được các phương pháp giải bài tập từ SGK Giải tích 11 Cơ bản và Nâng cao.
Bài tập 1 trang 97 SGK Đại số & Giải tích 11
Bài tập 2 trang 97 SGK Đại số & Giải tích 11
Bài tập 3 trang 97 SGK Đại số & Giải tích 11
Bài tập 4 trang 98 SGK Đại số & Giải tích 11
Bài tập 5 trang 98 SGK Đại số & Giải tích 11
Bài tập 3.18 trang 123 SBT Toán 11
Bài tập 3.19 trang 124 SBT Toán 11
Bài tập 3.20 trang 124 SBT Toán 11
Bài tập 3.21 trang 124 SBT Toán 11
Bài tập 3.22 trang 124 SBT Toán 11
Bài tập 3.23 trang 124 SBT Toán 11
Bài tập 3.24 trang 124 SBT Toán 11
Bài tập 3.25 trang 124 SBT Toán 11
Bài tập 3.26 trang 124 SBT Toán 11
Bài tập 19 trang 114 SGK Toán 11 NC
Bài tập 20 trang 114 SGK Toán 11 NC
Bài tập 21 trang 114 SGK Toán 11 NC
Bài tập 22 trang 115 SGK Toán 11 NC
Bài tập 23 trang 115 SGK Toán 11 NC
Bài tập 24 trang 115 SGK Toán 11 NC
Bài tập 25 trang 115 SGK Toán 11 NC
Bài tập 26 trang 115 SGK Toán 11 NC
Bài tập 27 trang 115 SGK Toán 11 NC
Bài tập 28 trang 116 SGK Toán 11 NC
Nếu có thắc mắc cần giải đáp các em có thể để lại câu hỏi trong phần Hỏi đáp, cộng đồng Toán DapAnHay sẽ sớm trả lời cho các em.
-- Mod Toán Học 11 DapAnHay
Tìm bốn số hạng liên tiếp của một cấp số cộng biết tổng của chúng bằng \(20\) và tổng các bình phương của chúng bằng \(120^0\).
Tìm công sai của cấp số cộng (un) thỏa mãn \(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}{{u_2} - {u_3} + {u_5} = 10}\\{{u_4} + {u_6} = 26}\end{array}} \right.\)
Tam giác \(ABC\) có ba góc \(A,B,C\) theo thứ tự đó lập thành cấp số cộng và \(C = 5A\). Xác định số đo các góc \(A,B,C\).
Phương trình \({x^4} - 2\left( {m + 1} \right){x^2} + 2m + 1 = 0\) (1) có bốn nghiệm phân biệt lập thành cấp số cộng.
Xét xem các dãy số \({u_n} = 3n + 1\) có phải là cấp số cộng hay không? Nếu phải hãy xác định công sai.
Cho cấp số cộng có 8 số hạng. Số hạng đầu bằng 3, số hạng cuối bằng 24. Tính tổng các số hạng này
Cho các dãy số sau, dãy số nào là cấp số cộng?
Cho 4 số lập phương thành cấp số cộng. Tổng của chúng bằng 22. Tổng các bình phương của chúng bằng 166. Tổng các lập phương của chúng bằng:
Tìm x biết 1+3 +5+...+x =64
Cho hai cấp số cộng (un): 4,7,10,13,16,...và (vn):1,6,11,16,21,...Hỏi trong 100 số hạng đầu tiên của mỗi cấp số cộng, có bao nhiêu số hạng chung?
Cho cấp số cộng (un) có u1−u3 = 6 và u5 = −10. Hãy tìm công sai và số hạng tổng quát của cấp số cộng đó.
Hãy chứng minh định lí 3.
Cho cấp số cộng (un) có u2+u22 = 60. Hãy tính tổng 23 số hạng đầu tiên của cấp số cộng đó.
Số đo ba góc của một tam giác vuông lập thành một cấp số cộng. Hãy tìm số đo ba góc đó.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
Câu trả lời của bạn
Xét hiệu \(H = {u_{n + 1}} - {u_n}\)\( = 1 - 7\left( {n + 1} \right) - \left( {1 - 7n} \right)\) \(=1-7n-7-1+7n = - 7 < 0\)
Do đó \(u_{n+1} < u_n,\forall n\in N^*\)
Vậy dãy số giảm.
Câu trả lời của bạn
\({u_{n + 1}} - {u_n} = {2^{n + 1}} + 1 - {2^n} - 1 = {2^n}.\)
Vì \({2^n}\) không là hằng số nên dãy số \(\left( {{u_n}} \right)\) không phải là cấp số cộng.
Câu trả lời của bạn
\({u_{n + 1}} - {u_n} = 3\left( {n + 1} \right) - 1 - (3n - 1)\)\(=3n+3-1-3n+1 = 3.\)
Vì \({u_{n + 1}} = {u_n} + 3\) nên dãy số \(\left( {{u_n}} \right)\) là cấp số cộng với:
\({u_1} =3.1-1= 2,d = 3.\)
Câu trả lời của bạn
Do \({u_{n + 1}} - {u_n} = - 7 \Rightarrow {u_{n + 1}} = {u_n} + \left( { - 7} \right)\) nên dãy số \(\left( {{u_n}} \right)\) là cấp số cộng với:
\({u_1} =1-7.1= - 6;d = - 7.\)
Công thức truy hồi là \(\left\{ \begin{array}{l}{u_1} = - 6\\{u_{n + 1}} = {u_n} - 7\text{ với }n \ge 1\end{array} \right.\) .
Câu trả lời của bạn
\(\left\{ \begin{array}{l}{u_4} = 10\\{u_7} = 19\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} + 3d = 10\\{u_1} + 6d = 19\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} = 1\\d = 3\end{array} \right.\)
Câu trả lời của bạn
\(\left\{ \begin{array}{l}{u_1} + 2{u_5} = 0\\{S_4} = 14\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} + 2.\left( {{u_1} + 4d} \right) = 0\\\dfrac{{4\left( {2{u_1} + 3d} \right)}}{2} = 14\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}3{u_1} + 8d = 0\\2{u_1} + 3d = 7\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} = 8\\d = - 3\end{array} \right.\)
Câu trả lời của bạn
Ta có:
\(\begin{array}{l}
{u_1} = 3\\
{u_2} = 1 - {u_1} = 1 - 3 = - 2\\
{u_3} = 1 - {u_2} = 1 - \left( { - 2} \right) = 3\\
\Rightarrow {u_3} - {u_2} = 3 - \left( { - 2} \right) = 5\\
{u_2} - {u_1} = - 2 - 3 = - 5
\end{array}\)
Do đó \({u_3} - {u_2} \ne {u_2} - {u_1}\) nên dãy đã cho không là CSC.
Câu trả lời của bạn
Ta có \({u_n} = 2n + 1.\)
Vì \({u_{n + 1}} - {u_n} = 2\left( {n + 1} \right) + 1 - (2n + 1)\) \(=2n+2+1-2n-1 = 2,\) nên dãy đã cho là cấp số cộng với \({u_1} = 2.1+1=3;d = 2.\)
Câu trả lời của bạn
Đặt \(\left\{ \begin{array}{l}{u_1} + {u_2} + {u_3} = 27{\rm{ }}\left( 1 \right)\\u_1^2 + u_2^2 + u_3^2 = 275{\rm{ }}\left( 2 \right)\end{array} \right.\)
Ta có:
\(\begin{array}{l}
{u_1} + {u_2} + {u_3} = 27\\
\Leftrightarrow \left( {{u_1} + {u_3}} \right) + {u_2} = 27\\
\Leftrightarrow 2{u_2} + {u_2} = 27\\
\Leftrightarrow 3{u_2} = 27\\
\Leftrightarrow {u_2} = 9
\end{array}\)
Thay \({u_2} = 9\) vào (1) và (2) ta được \(\left\{ \begin{array}{l}{u_1} + {u_3} = 18\,\,(3)\\u_1^2 + u_3^2 = 194\,\,(4)\end{array} \right.\)
\(\left( 3 \right) \Rightarrow {u_3} = 18 - {u_1}\) thay vào (4) ta được:
\(\begin{array}{l}u_1^2 + {\left( {18 - {u_1}} \right)^2} = 194\\ \Leftrightarrow u_1^2 + 324 - 36{u_1} + u_1^2 = 194\\ \Leftrightarrow 2u_1^2 - 36{u_2} + 130 = 0\\ \Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}{u_1} = 5\\{u_1} = 13\end{array} \right.\end{array}\)
Với \({u_1} = 5 \Rightarrow {u_3} = 13\) ta có CSC \(5;9;13\)
Với \({u_1} = 13 \Rightarrow {u_3} = 5\) ta có CSC \(13;9;5\).
Vậy ta có hai cấp số cộng \(5,9,13\) và \(13,9,5.\)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \({a_2} + {a_{2n}} = 42\) \( \Leftrightarrow {a_1} + d + {a_1} + \left( {2n - 1} \right)d = 42\) \( \Leftrightarrow {a_1} + nd = 21\)
Lại có: \({a_2} + {a_4} + ... + {a_{2n}} = 126\) \( \Leftrightarrow {a_1} + d + {a_1} + 3d + ... + {a_1} + \left( {2n - 1} \right)d = 126\) \( \Leftrightarrow n{a_1} + d\left( {1 + 3 + ... + 2n - 1} \right) = 126\)
Mà \(1;3;..;2n - 1\) là cấp số cộng công sai \(2\) gồm \(n\) số hạng, số hạng đầu bằng \(1\) nên:
\(1 + 3 + .. + 2n - 1\) \( = \dfrac{{n\left[ {2.1 + \left( {n - 1} \right).2} \right]}}{2} = {n^2}\)
Do đó \(n{a_1} + d.{n^2} = 126\) \( \Leftrightarrow n\left( {{a_1} + nd} \right) = 126\)
Thay \({a_1} + nd = 21\) ta được \(21n = 126 \Leftrightarrow n = 6\).
Vậy \(n = 6.\)
Câu trả lời của bạn
\(\left\{ \begin{array}{l}{u_7} - {u_3} = 8\\{u_2}.{u_7} = 75\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} + 6d - {u_1} - 2d = 8\\\left( {{u_1} + d} \right)\left( {{u_1} + 6d} \right) = 75\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}4d = 8\\u_1^2 + 7d.{u_1} + 6{d^2} = 75\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}d = 2\\u_1^2 + 14{u_1} - 51 = 0\end{array} \right.\)
\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}d = 2\\{u_1} = 3,{u_1} = - 17\end{array} \right.\).
Vậy \({u_1} = 3,d = 2\) hoặc \({u_1} = - 17,d = 2.\)
Câu trả lời của bạn
\(\left\{ \begin{array}{l}{u_1} + {u_5} - {u_3} = 10\\{u_1} + {u_6} = 7\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} + {u_1} + 4d - {u_1} - 2d = 10\\{u_1} + {u_1} + 5d = 7\end{array} \right.\)\( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} + 2d = 10\\2{u_1} + 5d = 7\end{array} \right.\) \( \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} = 36\\d = - 13\end{array} \right.\)
Câu trả lời của bạn
Xét cấp số cộng \(1,6,11,...,96.\) Ta có \(96 = 1 + \left( {n - 1} \right)5 \Rightarrow n = 20.\)
Suy ra \({S_{20}} = 1 + 6 + 11 + ... + 96\) \( = \dfrac{{20\left( {1 + 96} \right)}}{2} = 970\)
Và \(2x.20 + 970 = 1010.\)
Từ đó \(x = 1.\)
Câu trả lời của bạn
Ta có: \({u_{19}} = {u_1} + 18d\) \( \Leftrightarrow 52 = - 2 + 18d \Leftrightarrow d = 3\).
Khi đó \({S_{20}} = \dfrac{{20.\left[ {2.\left( { - 2} \right) + \left( {20 - 1} \right).3} \right]}}{2} = 530\).
Câu trả lời của bạn
Ta có \({u_1} = 2,d = 5,{S_n} = 245\)
\(245 = \dfrac{{n\left[ {2.2 + \left( {n - 1} \right)5} \right]}}{2}\) \( \Leftrightarrow 5{n^2} - n - 490 = 0\)
Giải ra được \(n = 10.\)
Từ đó tìm được \(x = u{_{10}} = 2 + 9.5 = 47.\)
Câu trả lời của bạn
u1 = 3; u8 = 24, n = 8. S8= 8/2(3+24) = 108
Câu trả lời của bạn
Độ cao tầng hai so với mặt sàn là h = (0,5+ 0,18n) (m) với n = 21. Vậy ta có độ cao tầng 2 bằng 4,28m
Câu trả lời của bạn
Gọi số hàng cần tìm là n. Ta có các hàng cây lập thành CSC với công sai d = 1 và số hạng đầu là 1.
Khi đó: 3003 = [2.1 + (n – 1).1].n/2, suy ra n = 77.
Câu trả lời của bạn
Ta có: un = 4+(n-1).3 = 3n+1, 1 ≤ n ≤ 100
vn = 1+ (k-1).5 = 5k -4, 1 ≤ k ≤ 100
Để một số là số hạng chung của hai cấp số cộng ta phải có:
3n +1 =5k -4 ⇔ 3n = 5(k-1) ⇒ n⋮5 tức là n = 5t, k =1 + 3t, t ∈ Z
Vì 1 ≤ n ≤ 100 nên 1 ≤ t ≤ 20. Có 20 số hạng chung của hai dãy
A. 1,3,5,7,9
B. -1,-3,1,3,5
C. 1,2,4,16,256
D. 1,2,4,8,16
Câu trả lời của bạn
Đáp án D (CSN với công bội là 2).
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *