Giải SBT Toán 11 (Chân trời sáng tạo) Bài 3: Cấp số nhân

Sách bài tập Toán 11 Bài 3: Cấp số nhân

Bài 1 trang 63 SBT Toán 11 Tập 1: Cho cấp số nhân (u_n) có u₁ = 3 và $q=\frac{2}{3}$. Tìm công thức số hạng tổng quát của cấp số nhân đó.

Lời giải:

Công thức số hạng tổng quát của cấp số nhân đó là:

$u_n=u_1\cdot q^{n-1}=3\cdot {\left(\frac{2}{3}\right)}^{n-1}=\frac{3\cdot 2^{n-1}}{3^{n-1}}=\frac{2^{n-1}}{3^{n-2}}$.

Bài 2 trang 63 SBT Toán 11 Tập 1: Cho cấp số nhân (u_n) có u₁ = ‒3 và $q=\frac{2}{3}$. Tìm u₅.

Lời giải:

Ta có: $u_5=u_1\cdot q^4=-3\cdot {\left(\frac{2}{3}\right)}^4=\frac{-3\cdot 2^4}{3^4}=-\frac{16}{27}$

Bài 3 trang 63 SBT Toán 11 Tập 1: Cho cấp số nhân (u_n) có $u_2=\frac{1}{4}$ và u₅ = 16. Tìm công bội q và số hạng đầu u₁.

Lời giải:

Ta có: u₅ = u₁.q⁴ = u₂.q³

Suy ra $q^3=\frac{u_5}{u_2}=\frac{16}{\frac{1}{4}}=64$ nên q = 4

Do đó $u_1=\frac{u_2}{q}=\frac{\frac{1}{4}}{4}=\frac{1}{16}$

Vậy q = 4 và $u_1=\frac{1}{16}.$

Bài 4 trang 63 SBT Toán 11 Tập 1: Cho cấp số nhân (u_n) có u₁ = 1, q = 2. Số 1 024 là số hạng thứ bao nhiêu của cấp số nhân đó?

Lời giải:

Ta có: u_n = u₁.q^n‒1 nên 1.2^n‒1 = 1 024 suy ra 2^n-1 = 2¹⁰

Suy ra n = 11

Vậy số 1 024 là số hạng thứ 11 của cấp số nhân đó.

Bài 5 trang 63 SBT Toán 11 Tập 1: Tìm số hạng đầu và công bội của cấp số nhân (u_n), biết $\left\{\begin{array}{l}{u}_5-u_2=78\\ u_6-u_3=234\end{array}\right.$.

Lời giải:

Gọi số hạng đầu của cấp số nhân là u₁ và công bội là q. Theo giả thiết, ta có:

$$\begin{gathered} \left\{\begin{array}{l}{u}_5-u_2=78\\ u_6-u_3=234\end{array}\right.\iff \left\{\begin{array}{l}{u}_1\cdot q^4-u_1\cdot q=78\\ u_1\cdot q^5-u_1\cdot q^2=234\end{array}\right. \\ \iff \left\{\begin{array}{l}{u}_1\cdot q\cdot \left(q^3-1\right)=78\\ u_1\cdot q^2\cdot \left(q^3-1\right)=234\end{array}\right. \end{gathered}$$

Suy ra $\frac{1}{q}=\frac{78}{234}=\frac{1}{3},$ do đó q = 3.

Với q = 3 thì u₁.3.(3³ – 1) = 78, suy ra u₁ = 1.

Vậy u₁ = 1 và q = 3.

Bài 6 trang 63 SBT Toán 11 Tập 1: Cho cấp số nhân (u_n), biết u₁ = 2, u₃ = 18.

a) Tìm công bội.

b) Tính tổng 10 số hạng đầu tiên của cấp số nhân đó.

Lời giải:

a) Ta có u₃ = u₁.q² = 2.q² = 18, do đó q² = 9 suy ra q = 3 hoặc q = ‒3.

b) Nếu q = 3 thì $S_{10}=\frac{2\left(1-3^{10}\right)}{1-3}=59048$

Nếu q = ‒3 thì $S_{10}=\frac{2\left[1-{\left(-3\right)}^{10}\right]}{1-\left(-3\right)}=-29524$

Bài 7 trang 63 SBT Toán 11 Tập 1: Bác Năm gửi tiết kiệm vào ngân hàng 100 triệu đồng với hình thức lãi kép, kì hạn một năm với lãi suất 8%/năm. Tính số tiền cả gốc và lãi bác Năm nhận được sau 10 năm. (Giả sử lãi suất không thay đổi trong suốt thời gian gửi tiền.)

Lời giải:

Số tiền ban đầu T₁ = 100 (triệu đồng).

Số tiền sau 1 năm bác Năm thu được là:

T₂ = 100 + 100.8% = 100.(1 + 8%) (triệu đồng).

Số tiền sau 2 năm bác Năm thu được là:

T₃ = 100.(1 + 8%) + 100.(1 + 8%).8% = 100.(1 + 8%)² (triệu đồng).

Số tiền sau 3 năm bác Năm thu được là:

T₄ = 100.(1 + 8%)² + 100.(1 + 8%)².8% = 100.(1 + 8%)³ (triệu đồng).

Số tiền sau n năm bác Năm thu được chính là một cấp số nhân với số hạng đầu T₁ = 100 và công bội q = 1 + 8% có số hạng tổng quát là:

T_{n + 1} = 100.(1 + 8%)ⁿ (triệu đồng).

Vậy số tiền cả gốc và lãi bác Năm nhận được sau 10 năm là:

T_{10 + 1} = 100.(1 + 8%)¹⁰ ≈ 215,892500 triệu = 215 892 500 đồng.

Bài 8 trang 63 SBT Toán 11 Tập 1: Một người chơi nhảy bungee trên một cây cầu với một sợi dây dài 100 m. Sau mỗi lần rơi xuống, người chơi được kéo lên một quãng đường có độ dài bằng 80% so với lần rơi trước và lại rơi xuống đúng bằng quãng đường vừa được kéo lên. Tính tổng quãng đường đi lên của người đó sau 10 lần được kéo lên.

Lời giải:

Gọi u_n­ là độ dài dây kéo sau n lần rơi xuống (n ∈ ℕ)

Ta có: u­₁ = 100 (m).

Sau lần rơi đầu tiên độ dài dây kéo còn lại là: u₂ = 100.80% (m).

Sau cú nhảy tiếp theo độ dài dây kéo còn lại là: u₃ = 100.80%.80% = 100.(80%)² (m).

...

Dãy số này lập thành một cấp số nhân có số hạng đầu là 100 và công bội q = 0,8%, có công thức tổng quát u_n = 100.(0,8%)^n-1 (m).

Tổng quãng đường người đó đi được sau 10 lần kéo lên và lại rơi xuống là:

$S_{10}=\frac{80\left(1-{\mathrm{0,8}}^{10}\right)}{1-\mathrm{0,8}}\approx \mathrm{357,05}\left(\text{m}\right)$

Xem thêm các bài giải SBT Toán lớp 11 Chân trời sáng tạo hay, chi tiết khác:

Bài 1: Dãy số

Bài 2: Cấp số cộng

Bài tập cuối chương 2

Bài 1: Giới hạn của dãy số

Bài 2: Giới hạn của hàm số