Обложка

24. Упражнение

Избери решение на задача:

Задача 1 (безплатна)

Кратко решение

а)

\[ a_1 = \frac{1}{3}, q = 3, n = 7 \] \[ S_7 = \frac{1}{3} \cdot \frac{3^7 - 1}{3 - 1} = \frac{1}{3} \cdot \frac{2187 - 1}{2} = \frac{1}{3} \cdot \frac{\cancel{2186}^{1093}}{\cancel{2}_1} = \frac{1093}{3} = 364\frac{1}{3} \]

б)

\[ a_1 = \frac{1}{2}, q = -\frac{1}{2}, n = 6 \] \[ S_6 = \frac{1}{2} \cdot \frac{1 - \left(-\frac{1}{2}\right)^6}{1 - \left(-\frac{1}{2}\right)} = \frac{1}{2} \cdot \frac{1 - \frac{1}{64}}{\frac{3}{2}} = \frac{1}{\cancel{2}_1} \cdot \frac{\cancel{63}^{21}}{64} \cdot \frac{\cancel{2}^1}{\cancel{3}_1} = \frac{21}{64} \]

в)

\[ a_1 = \frac{1}{27}, q = -3, n = 7 \] \[ S_7 = \frac{1}{27} \cdot \frac{(-3)^7 - 1}{-3 - 1} = \frac{1}{27} \cdot \frac{-2188}{-4} = \frac{1}{27} \cdot 547 = \frac{547}{27} = 20\frac{7}{27} \]

г)

\[ a_1 = q^2, Q = -q^2, n = 6 \] \[ S_6 = q^2 \cdot \frac{1 - (-q^2)^6}{1 - (-q^2)} = \frac{q^2(1 - q^{12})}{1 + q^2} \]

д)

\[ a_1 = \frac{1}{q^2}, Q = \frac{1}{q}, n = 59 \] При \( q \neq 1 \): \[ S_{59} = \frac{1}{q^2} \cdot \frac{1 - \left(\frac{1}{q}\right)^{59}}{1 - \frac{1}{q}} = \frac{1}{q^2} \cdot \frac{q^{59} - 1}{q^{59}} \cdot \frac{q}{q - 1} = \frac{q^{59} - 1}{q^{60}(q - 1)} \] При \( q = 1 \): \[ S_{59} = 59 \cdot 1 = 59 \]

Подробно решение

а) \( \frac{1}{3}+1+3+9+27+81+243 \)

Стъпка 1: Определяне на вида на прогресията и нейните елементи

Събираемите образуват крайна геометрична прогресия, за която: \[ a_1 = \frac{1}{3} \] \[ q = \frac{1}{\frac{1}{3}} = 3 \] Броят на членовете е \( n = 7 \), тъй като редицата е \( 3^{-1}, 3^0, 3^1, 3^2, 3^3, 3^4, 3^5 \).

Стъпка 2: Пресмятане на сумата чрез формулата за \( S_n \)

Прилагаме формулата за сума на първите \( n \) члена на геометрична прогресия \( S_n = a_1 \frac{q^n - 1}{q - 1} \): \[ S_7 = \frac{1}{3} \cdot \frac{3^7 - 1}{3 - 1} = \frac{1}{3} \cdot \frac{2187 - 1}{2} = \frac{1}{3} \cdot \frac{2186}{2} \] \[ S_7 = \frac{1}{3} \cdot \frac{\cancel{2186}^{1093}}{\cancel{2}_1} = \frac{1093}{3} = 364\frac{1}{3} \]

б) \( \frac{1}{2}-\frac{1}{4}+\frac{1}{8}-\frac{1}{16}+\frac{1}{32}-\frac{1}{64} \)

Стъпка 1: Определяне на вида на прогресията и нейните елементи

Събираемите образуват крайна геометрична прогресия с параметри: \[ a_1 = \frac{1}{2} \] \[ q = -\frac{1}{4} : \frac{1}{2} = -\frac{1}{2} \] Броят на членовете е \( n = 6 \).

Стъпка 2: Пресмятане на сумата чрез формулата за \( S_n \)

Прилагаме формулата за сума \( S_n = a_1 \frac{1 - q^n}{1 - q} \): \[ S_6 = \frac{1}{2} \cdot \frac{1 - \left(-\frac{1}{2}\right)^6}{1 - \left(-\frac{1}{2}\right)} = \frac{1}{2} \cdot \frac{1 - \frac{1}{64}}{1 + \frac{1}{2}} \] \[ S_6 = \frac{1}{2} \cdot \frac{\frac{63}{64}}{\frac{3}{2}} = \frac{1}{\cancel{2}_1} \cdot \frac{\cancel{63}^{21}}{64} \cdot \frac{\cancel{2}^1}{\cancel{3}_1} = \frac{21}{64} \]

в) \( \frac{1}{27}-\frac{1}{9}+\frac{1}{3}-1+3-9+27 \)

Стъпка 1: Определяне на вида на прогресията и нейните елементи

Събираемите образуват геометрична прогресия с елементи: \[ a_1 = \frac{1}{27} \] \[ q = -\frac{1}{9} : \frac{1}{27} = -\frac{1}{\cancel{9}_1} \cdot \frac{\cancel{27}^3}{1} = -3 \] Броят на членовете е \( n = 7 \).

Стъпка 2: Пресмятане на сумата чрез формулата за \( S_n \)

Прилагаме формулата за сума: \[ S_7 = a_1 \frac{q^7 - 1}{q - 1} = \frac{1}{27} \cdot \frac{(-3)^7 - 1}{-3 - 1} \] \[ S_7 = \frac{1}{27} \cdot \frac{-2187 - 1}{-4} = \frac{1}{27} \cdot \frac{-2188}{-4} \] \[ S_7 = \frac{1}{27} \cdot \frac{\cancel{2188}^{547}}{\cancel{4}_1} = \frac{547}{27} = 20\frac{7}{27} \]

г) \( q^{2}-q^{4}+q^{6}-q^{8}+q^{10}-q^{12}, q^{2} \neq 1 \)

Стъпка 1: Определяне на вида на прогресията и нейните елементи

Изразът представлява сума на \( 6 \) члена на геометрична прогресия с: Първи член \( a_1 = q^2 \). Частно на прогресията \( Q = \frac{-q^4}{q^2} = -q^2 \).

Стъпка 2: Пресмятане на сумата чрез формулата за \( S_n \)

Прилагаме формулата за сума: \[ S_6 = a_1 \frac{1 - Q^6}{1 - Q} = q^2 \cdot \frac{1 - (-q^2)^6}{1 - (-q^2)} \] \[ S_6 = q^2 \cdot \frac{1 - q^{12}}{1 + q^2} = \frac{q^2(1 - q^{12})}{1 + q^2} \]

д) \( \frac{1}{q^{2}}+\frac{1}{q^{3}}+\frac{1}{q^{4}}+\ldots+\frac{1}{q^{60}} \)

Стъпка 1: Определяне на вида на прогресията и нейните елементи

Редицата е геометрична прогресия с: \[ a_1 = \frac{1}{q^2} \] Частно \( Q = \frac{1}{q^3} : \frac{1}{q^2} = \frac{1}{q} \) при \( q \neq 0, q \neq 1 \). Броят на членовете е \( n = 60 - 2 + 1 = 59 \).

Стъпка 2: Пресмятане на сумата

За \( q \neq 1 \): \[ S_{59} = a_1 \frac{1 - Q^{59}}{1 - Q} = \frac{1}{q^2} \cdot \frac{1 - \left(\frac{1}{q}\right)^{59}}{1 - \frac{1}{q}} = \frac{1}{q^2} \cdot \frac{\frac{q^{59} - 1}{q^{59}}}{\frac{q - 1}{q}} \] \[ S_{59} = \frac{1}{q^2} \cdot \frac{q^{59} - 1}{q^{59}} \cdot \frac{q}{q - 1} = \frac{q^{59} - 1}{q^{60}(q - 1)} \] Ако \( q = 1 \), то всички \( 59 \) члена са равни на \( 1 \), следователно: \[ S_{59} = 59 \cdot 1 = 59 \]

Кратък запис на решението:

а)

\[ S_7 = \frac{1}{3} \cdot \frac{3^7 - 1}{3 - 1} = \frac{2186}{6} = \frac{1093}{3} \]

б)

\[ S_6 = \frac{1}{2} \cdot \frac{1 - \frac{1}{64}}{1 + \frac{1}{2}} = \frac{1}{2} \cdot \frac{63}{64} \cdot \frac{2}{3} = \frac{21}{64} \]

в)

\[ S_7 = \frac{1}{27} \cdot \frac{-2188}{-4} = \frac{547}{27} \]

г)

\[ S_6 = q^2 \cdot \frac{1 - q^{12}}{1 + q^2} = \frac{q^2(1 - q^{12})}{1 + q^2} \]

д)

При \( q \neq 1 \): \( S_{59} = \frac{q^{59} - 1}{q^{60}(q - 1)} \); при \( q = 1 \): \( S_{59} = 59 \)

Най-важното от урока

Общ член: Всяка геометрична прогресия се определя от формула \(a_n = a_1 q^{n-1}\), където \(q\) е частното.
Свойства: Квадратът на всеки член (без първия) е равен на произведението на съседните му (\(a_n^2 = a_{n-1} a_{n+1}\)). Произведенията на членовете с равни сборове на индексите са равни.
Сума: Сборът от първите \(n\) члена се пресмята по формулата \(S_n = \frac{a_1(q^n - 1)}{q - 1}\) при \(q \neq 1\).
Числова редица, в която всеки член след първия се получава, като предходният му член се умножи с едно и също число, се нарича геометрична прогресия.
Знакът за геометрична прогресия е \(\div\div\). Обикновено записваме \(\div\div a_1, a_2, a_3, \dots, a_n\). Числото, с което умножаваме, се нарича частно и се отбелязва с \(q\).
Формула за общия член: \[ a_n = a_1 q^{n-1} \] където \(a_1\) е първият член, \(q\) е частното, а \(n\) е поредният номер на члена (\(n \geq 1\)).
Ако \(a_1 = 3\) и \(q = 2\), тогава седмият член на прогресията е: \[ a_7 = 3 \cdot 2^{7-1} = 3 \cdot 2^6 = 3 \cdot 64 = 192 \]
Свойство 1 (Връзка между съседни членове): Всеки член след първия е средногеометричен на съседните му членове. \[ a_n^2 = a_{n-1} \cdot a_{n+1} \quad \text{за } n \ge 2 \]
Свойство 2 (Произведение на равноотдалечени членове): В крайна геометрична прогресия произведението на два члена, равноотдалечени от крайните ѝ членове, е равно на произведението на двата крайни члена. По-общо: ако сборът от индексите на два члена е равен на сбора от индексите на други два, то произведенията им са равни. \[ a_k \cdot a_{n-k+1} = a_1 \cdot a_n \] \[ \text{Ако } p+r = s+t, \text{ то } a_p \cdot a_r = a_s \cdot a_t \]
За коя стойност на \(x\) числата \(x\), \(x+4\) и \(18\) са последователни членове на геометрична прогресия?
Прилагаме Свойство 1: \[ (x+4)^2 = x \cdot 18 \] \[ x^2 + 8x + 16 = 18x \] \[ x^2 - 10x + 16 = 0 \] \[ (x-2)(x-8) = 0 \] Отговор: При \(x = 2\) и \(x = 8\).
Сборът на първите \(n\) члена на геометрична прогресия се бележи със \(S_n\).
Формула за сбора (\(S_n\)): \[ S_n = \frac{a_1(q^n - 1)}{q - 1} \] Важи при \(q \neq 1\).
Формулата може да се запише и във вида \(S_n = \frac{a_1(1 - q^n)}{1 - q}\), което е особено удобно за пресмятане, когато \(|q| < 1\).
За геометрична прогресия с \(a_1 = 3\) и \(q = 2\), сборът на първите 7 члена е: \[ S_7 = \frac{3(2^7 - 1)}{2 - 1} = \frac{3(128 - 1)}{1} = 3 \cdot 127 = 381 \]

Задачи за упражнение

Лесна: Намерете петия член (\(a_5\)) на геометрична прогресия, ако \(a_1 = -3\) и \(q = 2\).
Използваме формулата за общия член: \( a_n = a_1 q^{n-1} \)
\( a_5 = -3 \cdot 2^{5-1} \)
\( a_5 = -3 \cdot 2^4 \)
\( a_5 = -3 \cdot 16 = -48 \)
Отговор: \(-48\)
Средна: Намерете броя на членовете \(n\) на геометрична прогресия, за която \(a_1 = 1\), \(q = 2\) и сборът от първите \(n\) члена е \(S_n = 31\).
Използваме формулата за сума: \( S_n = \frac{a_1(q^n - 1)}{q - 1} \)
\( 31 = \frac{1 \cdot (2^n - 1)}{2 - 1} \)
\( 31 = \frac{2^n - 1}{1} \)
\( 31 = 2^n - 1 \)
\( 32 = 2^n \)
Тъй като \(32 = 2^5\), следва че \(n = 5\).
Отговор: \(n = 5\)
Трудна: Пет числа са последователни членове на геометрична прогресия. Ако произведението им е 32, намерете средния (третия) член на прогресията.
Нека членовете са \(a_1, a_2, a_3, a_4, a_5\).
Според Свойство 2 за равноотдалечените членове знаем, че:
\( a_1 \cdot a_5 = a_3^2 \)
\( a_2 \cdot a_4 = a_3^2 \)
Произведението на петте члена е:
\( P = a_1 \cdot a_2 \cdot a_3 \cdot a_4 \cdot a_5 = (a_1 \cdot a_5) \cdot (a_2 \cdot a_4) \cdot a_3 \)
\( P = a_3^2 \cdot a_3^2 \cdot a_3 = a_3^5 \)
По условие \(P = 32\), следователно:
\( a_3^5 = 32 \)
\( a_3 = \sqrt[5]{32} = 2 \)
Отговор: Средният член е \(2\).

Надвий
домашното
с хиляди решения, уроци и тестове:

Математика

97240 решения

2132 уроци и тестове

Иконка Математика
4 клас
5 клас
6 клас
7 клас
8 клас
9 клас
10 клас
11 клас
12 клас

Литература

773 материали

Иконка Литература
5 клас
6 клас
7 клас
8 клас
9 клас
10 клас
11 клас
12 клас