Bài toán tính tổng của dãy số có quy luật Toán 11
Bài toán tính tổng của dãy số có quy luật cách đều
Bài toán tính tổng của dãy số có quy luật cách đều đưa ra phương pháp và các ví dụ cụ thể, giúp các bạn học sinh THPT ôn tập và củng cố kiến thức về dạng toán và công thức tính tổng dãy số lớp 11. Tài liệu Toán lớp 11 này có các bài tập ví dụ minh họa có lời giải và bài tập rèn luyện giúp các bạn bao quát nhiều dạng bài và cách tính tổng một dãy số có quy luật bất kỳ. Chúc các bạn học tập hiệu quả!
Bài toán tính tổng dãy số lớp 11
Bản quyền thuộc về VnDoc.
Nghiêm cấm mọi hình thức sao chép nhằm mục đích thương mại.
1. Tính tổng dãy số áp dụng phương pháp quy nạp
Phương pháp quy nạp toán học
- Quy nạp toán học là hình thức chúng minh trực tiếp thường được thực hiện theo 2 bước:
+ Bước cơ sở: Chứng minh mệnh đề đúng với số tự nhiên đầu tiên
+ Bước quy nạp: Giả định mệnh đề đúng với số tự nhiên bất kì ta chứng minh nó đúng với số tự nhiên tiếp theo
a. Quy nạp cấu trúc
+ Bước cơ sở: Chứng minh mệnh đề đúng với số tự nhiên đầu tiên, thường là n = 0 hoặc n = 1
+ Bước quy nạp: Giả sử mệnh đề đúng với n (giả thiết quy nạp), sau đó cũng đúng với n + 1
Chú ý: Việc chọn số tự nhiên ở bước cơ sở ta dựa vào định nghĩa của số đó
b. Quy nạp siêu hạn
- Quy nạp siêu hạn là mở rộng của quy nạp toán học cho các tập hợp sắp thứ tự tốt
- Giả sử A(n) là thuộc tính xác định cho tất cả số thứ tự n. Giả sử A(m) đúng cho tất cả m < n thì A(n) cũng đúng. Quy nạp cho ta biết A luôn đúng cho tất cả các số thứ tự
- Quy trình 3 bước:
+ Bước cơ sở: Chứng minh A(0) đúng
+ Bước quy nạp: Chứng minh với tất cả các số thứ tự bất kì tiếp theo n + 1
A(n + 1) là hệ quả của A(n).
+ Bước giới hạn: Chứng minh rằng với mọi thứ tự giới hạn k, A(k) là hệ quả của A(m) với mọi m < k
Bài toán: Chứng minh mệnh đề P(n) đúng với mọi số tự nhiên n > n0
Phương pháp:
- Bước 1: Xét P(n0) đúng
- Bước 2: Giả sử P(k) đúng ta sẽ chứng minh P(k + 1) đúng với mọi số tự nhiên thì mệnh đề P(n) đúng k ≥ n0 với mọi số tự nhiên n > n0
Ví dụ 1: Chứng minh rằng 1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + ... + n =
\(\frac{n\left( n+1 \right)}{2}\) đúng với mọi số tự nhiên n ≥ 1
Hướng dẫn giải
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + .... + n =
\(\frac{n\left( n+1 \right)}{2}\) (1)
Bước 1: Với n = 1 ta có: VT = VP = 1 ⇒ (1) đúng với n = 1
Bước 2: Giả sử (1) đúng với k, k ∈
\(\mathbb{N}\); k ≥ 1 tức là:
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + ... + k =
\(\frac{k\left( k+1 \right)}{2}\)
Ta phải chứng minh (1) đúng với k + 1 tức là:
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + ... + k + (k + 1) =
\(\frac{\left( k+1 \right)\left[ \left( k+1 \right)+1 \right]}{2}=\frac{\left( k+1 \right)\left( k+2 \right)}{2}\) (2)
Ta có:
1+ 2 + 3 + 4 + 5 + ... + k + (k + 1) = (1 + 2 + 3 + ... + k) + k + 1 =
\(\dfrac{k(k+1)}{2}\) + k + 1
=
\(\dfrac{k^2 + 3k + 2}{2}\)=
\(\dfrac{(k+1)(k+2)}{2}\) = (2) ⇒ dpcm
Vậy đẳng thức đã cho đúng với mọi n ≥ 1.
Ví dụ 2: Chứng minh rằng với x ≠ k2π, n ≥ 1 thì:
\(\sin x+\sin 2x+\sin 3x+...+\sin nx=\frac{\sin \dfrac{nx}{2}.\sin \dfrac{\left( n+1 \right)x}{2}}{\sin \dfrac{x}{2}}\)
Hướng dẫn giải
Với n = 1 ta có: VT = sin x;
\(VP=\dfrac{\sin \dfrac{x}{2}.\sin x}{\sin \dfrac{x}{2}}\) = sinx = VT ⇒ (1) đúng
Giả sử (1) đúng với n = k ≥ 1 tức là:
sin x + sin2x + sin 3x + sin4x + ... + sin kx =
\(\dfrac{\sin \dfrac{kx}{2}.\sin \dfrac{\left( k+1 \right)x}{2}}{\sin \dfrac{x}{2}}\) (2)
Ta sẽ chứng minh (1) đúng với n = k + 1 tức là:
sin x + sin2x + sin 3x + sin4x + ... + sin kx + sin(k + 1)x =
\(\dfrac{\sin \dfrac{\left( k+1 \right)x}{2}.\sin \dfrac{\left( k+2 \right)x}{2}}{\sin \dfrac{x}{2}}\)
Tức là:
\(\sin x + \sin 2x + \sin 3x + ... + \sin kx + \sin \left( {k + 1} \right)x\)
\(= \frac{{\sin \frac{{kx}}{2}.\sin \frac{{\left( {k + 1} \right)x}}{2}}}{{\sin \frac{x}{2}}} + \sin \left( {k + 1} \right)x\)
\(= \frac{{\sin \frac{{kx}}{2}.\sin \frac{{\left( {k + 1} \right)x}}{2} + \sin \left[ {\left( {k + 1} \right)x} \right].\sin \frac{x}{2}}}{{\sin \frac{x}{2}}}\)
\(=\dfrac{\sin \dfrac{kx}{2}.\sin \dfrac{\left( k+1 \right)x}{2}+2\sin \dfrac{\left( k+1 \right)x}{2}.\cos \dfrac{\left( k+1 \right)x}{2}.\sin \dfrac{x}{2}}{\sin \dfrac{x}{2}} \\\)
\(=\sin \dfrac{\left( k+1 \right)x}{2}.\left[ \dfrac{\sin \dfrac{kx}{2}+2.\cos \dfrac{\left( k+1 \right)x}{2}.\sin \dfrac{x}{2}}{\sin \dfrac{x}{2}} \right]\)
\(=\dfrac{\sin \dfrac{\left( k+1 \right)x}{2}.\sin \dfrac{\left( k+2 \right)x}{2}}{\sin \dfrac{x}{2}}\) = VP ⇒ dpcm
Vậy đẳng thức (1) đúng với mọi x ≠ k2π, n ≥ 1.
*** Bài tập rèn luyện***
Bài tập 1: Chứng minh rằng với mọi số tự nhiên n ≥ 1 ta luôn có:
a. 1.2 + 2.3 + 3.4 + 4.5 + ... + n(n + 1) =
\(\frac{n\left( n+1 \right)\left( n+2 \right)}{3}\)
b. 12 + 22 + 32 + 42 + ... + n2 =
\(\frac{n\left( n+1 \right)\left( 2n+1 \right)}{6}\)
c.
\(\frac{1}{3}+\frac{2}{{{3}^{2}}}+\frac{3}{{{3}^{3}}}+...+\frac{n}{{{3}^{n}}}=\frac{3}{4}-\frac{2n+3}{{{4.3}^{n}}}\)
Bài tập 2: Chứng minh rằng với mọi số tự nhiên n ≥ 1 ta có:
\(\sqrt{2+\sqrt{2+\sqrt{2+\sqrt{2+...+\sqrt{2+2}}}}}=2\cos \dfrac{\pi }{{{2}^{n+1}}}\)
Bài tập 3: Chứng minh đẳng thức đúng với mọi
\(n\in {{\mathbb{N}}^{*}}\)
\(\frac{1}{1.2.3}+\frac{1}{2.3.4}+\frac{1}{3.4.5}+...+\frac{1}{n\left( n+1 \right)\left( n+2 \right)}=\frac{n\left( n+3 \right)}{4.\left( n+1 \right)\left( n+2 \right)}\)
2. Tính tổng một số dãy số có quy luật đã biết
Phương pháp:
Một số công thức tổng suy ra từ phương pháp quy nạp ở trên:
\(1+2+3+...+n=\frac{n\left( n+1 \right)}{2}\)
\({{1}^{2}}+{{2}^{2}}+{{3}^{2}}+...+{{n}^{2}}=\frac{n\left( n+1 \right)\left( 2n+1 \right)}{6}\)
\({{1}^{3}}+{{2}^{3}}+{{3}^{3}}+...+{{n}^{3}}=\frac{{{n}^{2}}{{\left( n+1 \right)}^{2}}}{4}\)
\({{1}^{5}}+{{2}^{5}}+{{3}^{5}}+...+{{n}^{5}}=\frac{1}{12}{{n}^{2}}{{\left( n+1 \right)}^{2}}\left( 2{{n}^{2}}+2n-1 \right)\)
Ví dụ 1: Tính tổng của dãy số:
a.
\(A=\frac{1}{1.2}+\frac{1}{2.3}+\frac{1}{3.4}+...+\frac{1}{n\left( n+1 \right)}\)
b.
\(B=\left( 1-\frac{1}{{{2}^{2}}} \right)\left( 1-\frac{1}{{{3}^{3}}} \right).\left( 1-\frac{1}{{{4}^{2}}} \right)...\left( 1-\frac{1}{{{n}^{2}}} \right)\)
Hướng dẫn giải
a. Xét dãy số
\(A=\frac{1}{1.2}+\frac{1}{2.3}+\frac{1}{3.4}+...+\frac{1}{n\left( n+1 \right)}\)
Ta có:
\(\frac{1}{{k\left( {k + 1} \right)}} = \frac{1}{k} - \frac{1}{{k + 1}}\)
\(\Rightarrow A = \frac{1}{{1.2}} + \frac{1}{{2.3}} + \frac{1}{{3.4}} + ... + \frac{1}{{n\left( {n + 1} \right)}}\)
\(= 1 - \frac{1}{2} + \frac{1}{2} - \frac{1}{3} + ... + \frac{1}{n} - \frac{1}{{n + 1}} = 1 - \frac{1}{{n + 1}}\)
b. Xét dãy số
\(B=\left( 1-\frac{1}{{{2}^{2}}} \right)\left( 1-\frac{1}{{{3}^{3}}} \right).\left( 1-\frac{1}{{{4}^{2}}} \right)...\left( 1-\frac{1}{{{n}^{2}}} \right)\)
Ta có:
\(a-\frac{1}{{{a}^{2}}}=\frac{\left( a-1 \right)\left( a+1 \right)}{{{a}^{2}}}\)
\(B = \left( {1 - \frac{1}{{{2^2}}}} \right)\left( {1 - \frac{1}{{{3^3}}}} \right).\left( {1 - \frac{1}{{{4^2}}}} \right)...\left( {1 - \frac{1}{{{n^2}}}} \right)\)
\(= \frac{{1.3}}{{{2^2}}}.\frac{{2.4}}{{{3^2}}}.\frac{{3.5}}{{{4^2}}}....\frac{{\left( {n - 1} \right)\left( {n + 1} \right)}}{{{n^2}}} = \frac{{n + 1}}{{2n}}\)
*** Bài tập rèn luyện ***
Bài tập 1: Tính tổng dãy số:
a.
\(A=\frac{1}{1.2.3}+\frac{1}{2.3.4}+\frac{1}{3.4.5}+...+\frac{1}{n\left( n+1 \right)\left( n+2 \right)}\)
b.
\(B=\frac{3}{{{\left( 1.2 \right)}^{2}}}+\frac{5}{{{\left( 2.3 \right)}^{2}}}+...+\frac{2n+1}{{{\left[ n\left( n+1 \right) \right]}^{2}}}\)
Bài tập 2: Tính tổng các dãy số:
\(a. C=\frac{1}{2+\sqrt{2}}+\frac{1}{3\sqrt{2}+2\sqrt{3}}+...+\frac{1}{\left( n+1 \right)\sqrt{n}+n\sqrt{n+1}}\)
\(b. C=\left( 1-\frac{1}{{{a}_{1}}} \right)\left( 1-\frac{1}{{{a}_{2}}} \right).....\left( 1-\frac{1}{{{a}_{n}}} \right),{{a}_{n}}=\frac{n\left( n+1 \right)}{2}\)
3.Tính tổng theo công thức nhị thức Newton
Phương pháp: Dựa vào khai triển nhị thức Newton:
\({{\left( a+b \right)}^{n}}=C_{n}^{0}{{a}^{n}}+C_{n}^{1}{{a}^{n-1}}b+C_{n}^{2}.{{a}^{n-2}}.{{b}^{2}}+...+C_{n}^{n}.{{b}^{n}}\)
Một số công thức liên quan:
\(C_{n}^{k}=C_{n}^{n-k}\)
\(\sum\limits_{k=0}^{n}{{{a}^{k}}}C_{n}^{k}={{\left( 1+a \right)}^{n}}\)
\(\sum\limits_{k=0}^{n}{{{\left( -1 \right)}^{k}}}C_{n}^{k}=0\)
\(C_{n}^{0}+C_{n}^{1}+C_{n}^{2}+C_{n}^{3}+...+C_{n}^{n}={{2}^{n}}\)
\(\sum\limits_{k=0}^{n}{C_{2n}^{2k}=\sum\limits_{k=0}^{n}{C_{2n}^{2k-1}=\frac{1}{2}\sum\limits_{k=0}^{n}{C_{2n}^{k}}}}\)
\((x + 1)^{n} = C_{n}^{0}x^{n} +
C_{n}^{1}x^{n - 1} + C_{n}^{2}x^{n - 2} + ... + C_{n}^{k}x^{n - k} +
...C_{n}^{n - 1}x + C_{n}^{n}\)
\((1 + x)^{n} = C_{n}^{0} + C_{n}^{1}x +
C_{n}^{2}x^{2} + ... + C_{n}^{k}x^{k} + ...C_{n}^{n - 1}x^{n - 1} +
C_{n}^{n}x^{n}\)
\((x - 1)^{n} = C_{n}^{0} - C_{n}^{1}x +
C_{n}^{2}x^{2} - \ldots + ( - 1)^{k}C_{n}^{k}x^{k} + \ldots\)
\(+ ( - 1)^{n - 1}C_{n}^{n - 1}x^{n - 1} +
( - 1)^{n}C_{n}^{n}x^{n}\)
\(C_{n}^{k} + C_{n}^{k + 1} = C_{n + 1}^{k
+ 1},(n \geq 1)\)
\(k.C_{n}^{k} = \frac{k.n!}{k!(n -
k)!}\)
\(= \frac{n.(n - 1)!}{(n - k)!.(k - 1)!} =
n.C_{n - 1}^{k - 1}\)
\(\frac{1}{k + 1}.C_{n}^{k} =
\frac{k.n!}{(k + 1).k!(n - k)!}\)
\(= \frac{n.(n - 1)!}{(n + 1)(n - k)!(k +
1)!} = \frac{1}{n + 1}.C_{n + 1}^{k + 1}\)
\(2^{n} = C_{n}^{0} + C_{n}^{1} +
C_{n}^{2} + ... + C_{n}^{n}\)
\(2^{n - 1} = C_{n}^{0} + C_{n}^{2} +
{C_{n}}^{4} + ... + C_{n}^{2\left\lbrack \frac{n}{2}
\right\rbrack}\)
Ví dụ 1: Tính tổng của dãy số sau:
\(S=\frac{1}{2}.C_{n}^{0}-\frac{1}{4}C_{n}^{1}+\frac{1}{6}C_{n}^{3}+...+\frac{{{\left( -1 \right)}^{n}}}{2\left( n+1 \right)}.C_{n}^{n}\)
Hướng dẫn giải
Ta có:
\(S = \frac{1}{2}.C_n^0 - \frac{1}{4}C_n^1 + \frac{1}{6}C_n^3 + ... + \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}}}{{2\left( {n + 1} \right)}}.C_n^n\)
\(= \frac{1}{2}\left( {C_n^0 - \frac{1}{2}C_n^1 + \frac{1}{3}C_n^3 + ... + \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}}}{{n + 1}}.C_n^n} \right)\)
Ta có:
\(\frac{{{\left( -1 \right)}^{k}}}{k+1}.C_{n}^{k}=\frac{{{\left( -1 \right)}^{k}}}{n+1}.C_{n+1}^{k+1}\) nên suy ra tổng S thực hiện như sau:
\(S=\frac{1}{2\left( n+1 \right)}\sum\limits_{k=0}^{n}{{{\left( -1 \right)}^{k}}C_{n+1}^{k+1}}\)
\(=\frac{-1}{2\left( n+1 \right)}.\left( \sum\limits_{k=0}^{n+1}{{{\left( -1 \right)}^{k}}C_{n+1}^{k}}-C_{n+1}^{0} \right)=\frac{1}{2\left( n+1 \right)}\)
Ví dụ 2: Tính tổng của dãy số:
\(S=C_{n}^{1}{{3}^{n-1}}+2C_{n}^{2}{{3}^{n-2}}+3C_{n}^{3}{{.3}^{n-3}}+...+nC_{n}^{n}\)
Hướng dẫn giải
Ta có:
\(S=C_{n}^{1}{{3}^{n-1}}+2C_{n}^{2}{{3}^{n-2}}+3C_{n}^{3}{{.3}^{n-3}}+...+nC_{n}^{n}\)
\(={{3}^{n}}\sum\limits_{k=1}^{n}{k.C_{n}^{k}.{{\left( \frac{1}{3} \right)}^{k}}}\)
Do
\(kC_{k}^{n}.{{\left( \frac{1}{3} \right)}^{k}}=n.{{\left( \frac{1}{3} \right)}^{k}}.C_{n-1}^{k-1},k\ge 1\) khi đó tổng S được tính như sau:
\(\Leftrightarrow S={{3}^{n}}\sum\limits_{k=1}^{n}{k.C_{n}^{k}.{{\left( \frac{1}{3} \right)}^{k}}}={{3}^{n}}.n.\sum\limits_{k=1}^{n}{C_{n-1}^{k-1}.{{\left( \frac{1}{3} \right)}^{k}}}\)
\(={{3}^{n-1}}.n.\sum\limits_{k=1}^{n-1}{C_{n-1}^{k}.{{\left( \frac{1}{3} \right)}^{k}}={{3}^{n-1}}.n.{{\left( 1+\frac{1}{3} \right)}^{n-1}}=n{{.4}^{n-1}}}\).
***Bài tập rèn luyện***
Bài tập 1: Tính tổng các dãy sau
a.
\(A={{\left( C_{n}^{0} \right)}^{2}}+{{\left( C_{n}^{1} \right)}^{2}}+{{\left( C_{n}^{2} \right)}^{2}}+...+{{(C_{n}^{n})}^{2}}\).
b.
\(B=C_{n}^{1}{{3}^{n-1}}+2C_{n}^{2}{{3}^{n-2}}+3C_{n}^{3}{{3}^{n-3}}+....+nC_{n}^{n}\).
Bài tập 2: Tính tổng dãy
a.
\(D=C_{n}^{0}.C_{n}^{k}+C_{n}^{2}.C_{n-1}^{k-1}+...+C_{n}^{k}C_{n-k}^{0},0\le k\le n\).
b.
\(E=C_{n}^{1}+2C_{n}^{2}+3C_{n}^{3}+...+nC_{n}^{n}\).
4. Tính tổng của cấp số cộng
Cho dãy số
\(\left( {{u}_{n}} \right)\) là cấp số cộng có dạng:
\(\left\{ \begin{matrix}
{{u}_{1}}=a \\
{{u}_{n+1}}={{u}_{n}}+d \\
\end{matrix},n\in {{\mathbb{N}}^{*}} \right.\)
Phương pháp: Tổng n số hạng đầu tiên của cấp số cộng, công sai d là:
\({{S}_{n}}={{u}_{1}}+{{u}_{2}}+{{u}_{3}}+...+{{u}_{n}}=\frac{n}{2}\left( {{u}_{1}}+{{u}_{n}} \right)=\frac{n}{2}\left( 2{{u}_{1}}+\left( n-1 \right)d \right)\)
Ví dụ 1: Cho cấp số cộng thỏa mãn
\(\left\{ \begin{matrix}
{{u}_{5}}+3{{u}_{3}}-{{u}_{2}}=-21 \\
3{{u}_{7}}-2{{u}_{4}}=-34 \\
\end{matrix} \right.\). Tính tổng S = u4 + u5 + u6 + u7 + ... + u30.
Hướng dẫn giải
Từ giả thiết bài toán ta có:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{u_5} + 3{u_3} - {u_2} = - 21} \\
{3{u_7} - 2{u_4} = - 34}
\end{array}} \right.\)
\(\Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{u_1} + 4d + 3\left( {{u_1} + 2d} \right) - {u_1} - d = - 21} \\
{3\left( {{u_1} + 6d} \right) - 2\left( {{u_1} - 3d} \right) = - 34}
\end{array}} \right.\)
\(\Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{u_1} + 3d = - 7} \\
{{u_1} + 12d = - 34}
\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{u_1} = 2} \\
{d = 3}
\end{array}} \right.} \right.\)
Tổng của S được tính như sau:
S = u4 + u5 + u6 + u7 + ... + u30 =
\(\frac{27}{2}\)[2.u4 + 26d] = 27.(u1 + 16d) = -1242.
Ví dụ 2: Cho cấp số cộng có dạng:
\(\left\{ \begin{matrix}
{{u}_{2}}-{{u}_{3}}+{{u}_{5}}=10 \\
{{u}_{4}}+{{u}_{6}}=26 \\
\end{matrix} \right.\). Tính tổng S = u5 + u7 + u9 + u11 + ..... + u2011.
Hướng dẫn giải
Ta có:
\(\left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{u_2} - {u_3} + {u_5} = 10} \\
{{u_4} + {u_6} = 26}
\end{array}} \right.\)
\(\Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{u_1} + d - {u_1} - 2d + {u_1} + 4d = 10} \\
{{u_1} + 3d + {u_1} + 5d = 26}
\end{array}} \right.\)
\(\Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{u_1} + 3d = 10} \\
{{u_1} + 4d = 13}
\end{array} \Leftrightarrow \left\{ {\begin{array}{*{20}{c}}
{{u_1} = 1} \\
{d = 3}
\end{array}} \right.} \right.\)
Khi đó tổng dãy số cần tìm là:
S = u5 + u7 + u9 + u11 + ..... + u2011 =
\(\dfrac{1003}{2}\)(2u5 + 1002.6) = 3028057.
***Bài tập rèn luyện***
Bài tập 1: Cho cấp số cộng có u4 = -12; u14 = 18. Tính tổng 16 số hạng đầu tiên của cấp số công.
Bài tập 2: Cho cấp số cộng biết u5 = 18; Sn = 0,25S2n. Tìm số hạng đầu tiên và công sai của cấp số cộng.
Bài tập 3: Cho cấp số cộng u2013 + u6 = 1000. Tính tổng 2018 số hạng đầu tiên của cấp số cộng đó.
5. Tính tổng của cấp số nhân
Cho dãy số (Un) là cấp số nhân có dạng
\(\left\{ \begin{matrix}
{{u}_{1}}=a \\
{{u}_{n+1}}={{u}_{n}}.q \\
\end{matrix},n\in {{\mathbb{N}}^{*}} \right.\)
Phương pháp: Tổng n số hạng đầu tiên của cấp số nhân công bội q là:
\({{S}_{n}}={{u}_{1}}+{{u}_{2}}+{{u}_{3}}+...+{{u}_{n}}={{u}_{1}}.\frac{{{q}^{n}}-1}{q-1}\)
Ví dụ 1. Bác Hoa mua nhà trị giá 900 triệu đồng theo phương thức trả góp. Nếu cuối mỗi tháng bắt đầu từ tháng thứ nhất bác Hoa trả 8 000 000 và chịu lãi số tiền chưa trả là 0,6% mỗi tháng thì sau bao lâu bác Hoa trả hết số tiền trên?
A.
\(190\) tháng B.
\(192\) tháng C.
\(187\) tháng D.
\(188\) tháng
Hướng dẫn giải:
Ta có:
\(8000000 =
\frac{900.10^{6}.0,006.1,006^{n}}{1,006^{n} - 1}\)
\(\Leftrightarrow 1,006^{n} = 3,077
\Leftrightarrow n \approx 187,887\)
Vậy sau khoảng 188 tháng thì bác Hoa sẽ trả hết số tiền đó.
Ví dụ 2. Cho dãy số
\(\left( u_{n}
\right)\) xác định bởi
\(u_{1} =
1\) và
\(u_{n + 1} = \sqrt{3{u_{n}}^{2}
+ 2}\) với mọi
\(n \geq 1\).
a) Xác định số hạng tổng quát của dãy số
\(\left( u_{n} \right)\).
b) Tính tổng
\(S = u_{1}^{2} + u_{2}^{2} +
u_{3}^{2} + ... + u_{2011}^{2}\).
Hướng dẫn giải
a) Dễ thấy
\(u_{n} > 0,\forall n \in
N^{*}\).
Từ
\(u_{n + 1} = \sqrt{3u_{n}^{2} + 2}
\Leftrightarrow u_{n + 1}^{2} = 3u_{n}^{2} + 2\).
Đặt
\(v_{n} = u_{n}^{2}\) thì có:
\(v_{n + 1} = 3v_{n} + 2 \Leftrightarrow v_{n
+ 1} + 1 = 3\left( v_{n} + 1 \right)\).
Đặt
\(x_{n} = v_{n} + 1\) thì ta có:
\(x_{n + 1} = 3x_{n}\).
Từ đây suy ra
\(\left( x_{n}
\right)\) là cấp số nhân với
\(x_{1} =
2\), công bội là 3.
Nên:
\(x_{n} = 2.3^{n - 1} \Rightarrow
v_{n} = 2.3^{n - 1} - 1 \Rightarrow u_{n} = \sqrt{2.3^{n - 1} -
1}\).
b) Tổng S được tính như sau:
\(S = 2.3^{0} + 2.3^{1} + 2.3^{2} + ... +
2.3^{2010} - 2011\).
\(= 2\left( 3^{0} + 3^{1} + 3^{2} + ... +
3^{2010} \right) - 2011\).
\(= \frac{2\left( 3^{2011} - 1 \right)}{3 -
1} - 2011 = 3^{2011} - 2012\).
Ví dụ 3. Cho dãy số thực
\(\left( u_{n}
\right)\) với
\(\left\{ \begin{matrix}
u_{1} = 1\ \ \\
u_{2} = - 1 \\
u_{n + 2} = 2u_{n + 1} - u_{n}
\end{matrix} \right.\)
\((n \in
N^{*})\).
a) Chứng minh
\(u_{n} = 3 - 2n\) với mọi
\(n \in N^{*}\).
b) Tính tổng
\(S = u_{1} + u_{2} + ... +
u_{2012}\).
Hướng dẫn giải
a) Dùng phương pháp quy nạp:
\(u_{1} = 1 = 3 - 2.1\),
\(u_{2} = 3 - 2.2 = - 1\).
Giả sử
\(u_{k} = 3 - 2k(k \geq
3)\).
Ta có:
\(u_{k + 1} = 2u_{k} - u_{k - 1} =
2(3 - 2k) - (3 - 2(k - 1))\).
\(= 1 - 2k = 3 - 2(k + 1)\).
Vậy
\(u_{n} = 3 - 2n\) với mọi
\(n \in N^{*}\).
b) Thực hiện tính tổng dãy số như sau:
\(S = (3 - 2.1) + (3 - 2.2) + ... + (3 -
2.2012)\).
\(= 3.2012 - 2(1 + 2 + \ldots +
2012)\)
\(= 6036 - 2013.2012 = -
4044120\).
*** Bài tập tự rèn luyện***
Bài tập 1: Tính tổng của dãy số
a.
\(S=\frac{1}{2}-\frac{1}{4}+\frac{1}{8}-\frac{1}{16}+....\) b.
\(S=1+\frac{1}{5}+\frac{1}{25}+\frac{1}{125}+...\)
Bài tập 2. Tính tổng sau
\(S = 1 + 5 + 9 +
... + 397\)
A.
\(S = 19298\) B.
\(S = 19090\) C.
\(S = 19920\) D.
\(S = 19900\)
Bài tập 3. Cho dãy số
\(\left( u_{n}
\right)\) được xác định bởi
\(u_{1} =
1\) và
\(u_{n + 1} = u_{n} +
2^{n}\) với mọi
\(n \geq
1\).
a) Chứng minh rằng:
\(u_{n} = 2^{n} -
1\).
b) Tính tổng
\(S = u_{1} + u_{2} + u_{3} +
... + u_{n}\) theo
\(n\).
✨ Bài viết chỉ trích dẫn một phần nội dung, mời bạn tải tài liệu đầy đủ để nắm trọn kiến thức.
----------------------------------------------
Trên đây VnDoc đã giới thiệu tới thầy cô và bạn đọc tài liệu Bài toán tính tổng của dãy số có quy luật Toán 11. Chắc hẳn qua bài viết bạn đọc đã nắm được những ý chính cũng như trau dồi được nội dung kiến thức của bài học rồi đúng không ạ? Bài viết cho chúng ta thấy được cách tính tổng dãy số áp dụng phương pháp quy nạp, cách tính tổng một số dãy số có quy luật đã biết, cách tính tổng theo công thức nhị thức Newton, tính tổng của cấp số cộng, tính tổng của cấp số nhân... Hi vọng đây là tài liệu hữu ích cho các bạn ôn tập kiểm tra năng lực, bổ trợ cho quá trình học tập trong chương trình lớp 11 cũng như ôn luyện cho kì thi THPT Quốc gia. Mời các bạn cùng tham khảo thêm các môn Ngữ văn lớp 11, Tiếng Anh lớp 11... Chúc các bạn học tốt!
Mời bạn đọc tham khảo thêm một số tài liệu học tập liên quan đến bài học tại các mục sau:
- Bài tập Toán lớp 11: Đạo hàm
- Chuyên đề Hàm số liên tục: Lý thuyết và bài tập nâng cao
- 300 câu trắc nghiệm đạo hàm theo chủ đề có đáp án
- 429 câu hỏi trắc nghiệm chuyên đề quan hệ vuông góc trong không gian
- Giải bài tập Toán 11 ôn tập chương 1: Hàm số lượng giác và phương trình lượng giác