Giải Toán 11 Bài 1: Dãy số
Ta có thể viết số cánh hoa của các bông hoa ở các hình trên lần lượt như sau: vị trí thứ nhất viết số 1, vị trí thứ hai viết số 1, vị trí thứ ba viết số 2,..., vị trí thứ tám viết số 21.
Các số 1, 1, 2, 3, 5, 8, 21 được viết theo quy tắc trên gợi nên khái niệm nào trong toán học?
Lời giải:
Các số 1, 1, 2, 3, 5, 8, 21 được viết theo quy tắc trên gợi nên khái niệm “dãy số” trong toán học. Bài học ngày hôm nay sẽ tìm hiểu về khái niệm này.
I. Khái niệm
Lời giải:
Quãng đường vật chuyển động được trong thời gian 1 giây là: 20 . 1 = 20 (m).
Quãng đường vật chuyển động được trong thời gian 2 giây là: 20 . 2 = 40 (m).
Quãng đường vật chuyển động được trong thời gian 3 giây là: 20 . 3 = 60 (m).
Quãng đường vật chuyển động được trong thời gian 4 giây là: 20 . 4 = 80 (m).
Quãng đường vật chuyển động được trong thời gian 5 giây là: 20 . 5 = 100 (m).
Vậy các số chỉ quãng đường (đơn vị: mét) vật chuyển động được lần lượt trong thời gian 1 giây, 2 giây, 3 giây, 4 giây, 5 giây theo hàng ngang là: 20, 40, 60, 80, 100.
Lời giải:
Số hạng đầu của khai triển là u1 = u(1) = 13 = 1.
Số hạng cuối của khai triển là u5 = u(5) = 53 = 125.
Dãy số được viết dưới dạng khai triển là: 1; 8; 27; 64; 125.
Lời giải:
Ta có: u1 = =1; u2 = ; u3 = ; ... un = ; ...
Luyện tập 2 trang 44 Toán 11 Tập 1: Cho dãy số (un) = n2.
a) Viết năm số hạng đầu và số hạng tổng quát của dãy số (un).
b) Viết dạng khai triển của dãy số (un).
Lời giải:
a) Năm số hạng đầu của dãy số là: u1 = 12 = 1; u2 = 22 = 4; u3 = 32 = 9; u4 = 42 = 16, u5 = 52 = 25.
Số hạng tổng quát của dãy số un là un = n2 với n ∈ ℕ.
b) Dạng khai triển của dãy số u1 = 1; u2 = 4; u3 = 9; u4 = 16, u5 = 25, ..., un = n2, ...
II. Cách cho một dãy số
Hoạt động 3 trang 45 Toán 11 Tập 1: Xét mỗi dãy số sau:
● Dãy số: 1; 4; 9; 16; 25; 36; 49; 64; 81; 100 (1)
● Cho số =1,414213562... . Dãy số (un) được xác định bởi: Với mỗi số tự nhiên n ≥ 1, un là số thập phân hữu hạn có phần số nguyên là 1 và phần thập phân là n chữ số thập phân đầu tiên đứng sau dấu “,” của số . Cụ thể là: u1 = 1,4; u2 = 1,41; u3 = 1,414; u4 = 1,4142; u5 = 1,41421; ... (2)
● Dãy số (un) với (un) = (– 2)n (3)
● Dãy số (un) được xác định bởi: u1 = 1 và un = un-1 + 2 với mọi n ≥ 2 (4)
a) Hãy nêu cách xác định mỗi số hạng của lần lượt các dãy số (1), (2), (3), (4).
b) Từ đó hãy cho biết dãy số có thể cho bằng những cách nào.
Lời giải:
a) Cách xác định mỗi số hạng của các dãy số đã cho là:
- Dãy số (1) được xác định bằng cách liệt kê.
- Dãy số (2) được xác định bằng cách diễn đạt bằng lời cách xác định mỗi số hạng của dãy số đó.
- Dãy số (3) được xác định bằng cách cho công thức của số hạng tổng quát của dãy số đó.
- Dãy số (4) được xác định bằng cách cho bằng phương pháp quy hồi.
b) Từ ý a) ta có thể thấy dãy số có thể cho bằng 4 phương pháp: liệt kê, diễn đạt bằng lời các xác định mỗi số hạng của dãy số đó, cho công thức của số hạng tổng quát của dãy số đó, cho bằng phương pháp quy hồi.
Lời giải:
Ta có: ;
.
Dãy số dưới dạng khai triển là:
III. Dãy số tăng, dãy số giảm
Lời giải:
Ta có: un+1 = (n + 1)2 = n2 + 2n + 1.
Xét hiệu: un+1 – un = n2 + 2n + 1 – n2 = 2n + 1 > 0 với mọi n ∈ ℕ*.
Vậy un+1 > un.
Luyện tập 4 trang 46 Toán 11 Tập 1: Chứng minh rằng dãy số (vn) với vn = là một dãy số giảm.
Lời giải:
Ta có:
Xét hiệu <0
Suy ra un+1 < un.
Vậy dãy số giảm.
IV. Dãy số bị chặn
Lời giải:
Xét hiệu un – 2 = 1+ - 2 = -1
Vì n ∈ ℕ* nên n ≥ 1 suy ra ≤ 1 do đó: -1≤ 0 .
Vậy un – 2 ≤ 0 hay un ≤ 2.
Luyện tập 5 trang 47 Toán 11 Tập 1: Chứng minh rằng dãy số (un) với là bị chặn.
Lời giải:
Ta có: .
Ta lại có: >0
Do đó 0<.
Vì vậy dãy số (un) bị chặn.
Bài tập
a) un = 2n2 + 1;
b) un = ;
c) un = ;
d) un = .
Lời giải:
a) Ta có: 5 số hạng đầu tiên của dãy (un) là: u1 = 2.12 + 1 = 3; u2 = 2.22 + 1 = 9; u3 = 2.32 + 1 = 19; u4 = 2.42 + 1 = 33; u5 = 2.52 + 1 = 51.
b) Ta có 5 số hạng đầu của dãy un = là:
c) Ta có 5 số hàng đầu của dãy un = là:
u1 = = 2 ; u2 = =4; u3 = = 8 ; u4 = = 16 ; u5 = = 32 .
d) Ta có 5 số hạng đầu của dãy un = là:
u1 = = 2; u2 = ; u3 = ; u4 = ; u5 = .
b) Gọi vn là tổng diện tích của các hình tô màu ở hàng thứ n trong Hình 2 (mỗi ô vuông nhỏ là một đơn vị diện tích). Dự đoán công thức của số hạng tổng quát cho dãy số (vn).
Lời giải:
a) Số chấm ở hàng thứ nhất là: u1 = 1;
Số chấm ở hàng thứ hai là: u2 = 2;
Số chấm ở hàng thứ ba là: u3 = 3;
Số chấm ở hàng thứ tư là: u4 = 4;
Vậy số chấm ở hàng thứ n là: un = n.
b) Diện tích của các ô màu ở hàng thứ nhất là: v1 = 1 = 13;
Diện tích của các ô màu ở hàng thứ hai là: v2 = 8 = 23;
Diện tích của các ô màu ở hàng thứ ba là: v3 = 27 = 33;
Diện tích của các ô màu ở hàng thứ tư là: v4 = 64 = 43;
Vậy diện tích của các ô màu ở hàng thứ n là: vn = n3.
Bài 3 trang 48 Toán 11 Tập 1: Xét tính tăng, giảm của mỗi dãy số (un), biết:
a) ;
b) ;
c) un = (– 1)n.(2n + 1).
Lời giải:
a) Ta có:
Xét hiệu .
Suy ra un+1 > un
Vì vậy dãy số đa cho là dãy số tăng.
b) Ta có:
Vì n ∈ ℕ* nên suy ra un+1 < un.
Vì vậy dãy số đã cho là dãy số giảm.
c) Ta có: un+1 = (– 1)n+1.(2n+1 + 1)
+) Nếu n chẵn thì un+1 = – (2.2n + 1) và un = 2n + 1. Do đó un+1 < un.
Vì vậy với n chẵn thì dãy số đã cho là dãy giảm.
+) Nếu n lẻ thì un+1 = 2.2n + 1 và un = – (2n + 1). Do đó un+1 > un.
Vì vậy với n chẵn thì dãy số đã cho là dãy tăng.
a) un = n2 + 2;
b) un = – 2n + 1;
c) .
Lời giải:
a) Ta có: n ∈ ℕ* nên n ≥ 1 suy ra n2 + 2 ≥ 3
Do đó un ≥ 3
Vậy dãy số (un) bị chặn dưới bởi 3.
b) Ta có: n ∈ ℕ* nên n ≥ 1 suy ra un = – 2n + 1 ≤ – 1
Do đó un ≤ – 1.
Vậy dãy số (un) bị chặn trên bởi – 1.
c) Ta có:
Vì n ∈ ℕ* nên n ≥ 1 suy ra > 0
Ta lại có: 1 và suy ra
Do đó 0<
Vậy dãy số (un) bị chặn.
Lời giải:
+) Nếu >1 với mọi n ∈ ℕ* thì un+1 > un. Do đó dãy số (un) là dãy số tăng.
+) Nếu (un) là dãy số tăng thì un+1 > un do đó >1.
a) Tính số tiền chị có trong ngân hàng sau 1 tháng.
b) Tính số tiền chị có trong ngân hàng sau 3 tháng.
c) Dự đoán công thức của Pn tính theo n.
Lời giải:
a) Số tiền chị có trong ngân hàng sau 1 tháng là:
P1 = 100 + 100.0,5% + 6 = 100,5 + 6 (triệu đồng).
b) Số tiền chị có trong ngân hàng sau 2 tháng là:
P2 = 100,5 + 6 + (100,5 + 6).0,5% + 6= (100,5 + 6)(1 + 0,5%) + 6 = 100,5(1 + 0,5%) + 6.(1 + 0,5%) + 6 (triệu đồng)
Số tiền chị có trong ngân hàng sau 3 tháng là:
P3 = (100,5 + 6)(1 + 0,5%) + 6 + [(100,5 + 6)(1 + 0,5%) + 6 ].0,5% + 6
= 100,5.(1 + 0,5%)2 + 6(1 + 0,5%)2 + 6.(1 + 0,5%) + 6 (triệu đồng).
c) Số tiền chị có trong ngân hàng sau 4 tháng là:
P4 = (100,5 + 6)(1 + 0,5%)2 + 6.(1 + 0,5%) + 6 + [(100,5 + 6)(1 + 0,5%)2 + 6.(1 + 0,5%) + 6]0,5% + 6
= 100,5.(1 + 0,5%)3 + 6.(1 + 0,5%)3 + 6(1 + 0,5%)2 + 6.(1 + 0,5%) + 6
Số tiền chị có trong ngân hàng sau n tháng là:
Pn = 100,5.(1 + 0,5%)n-1 + 6(1 + 0,5%)n-1 + 6(1 + 0,5%)n-2 + 6.(1 + 0,5%)n-3 + ... + 6 với mọi n ∈ ℕ*.