ГЛАВА 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОГРЕССИИ |
51 |
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ 1 |
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
9(10 + 100 + 1000 + |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. . . |
00 . . . 0 |
|
|
) = |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
= 9 |
7 |
10 +1 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
7 |
(1 + 10 + 100 + 1000 + . . . + 1 00 . . . 0 |
|
|
( + 1)) = |
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
= |
|
|
( |
|
|
− |
|
− ( + 1)). |
При = 1, 2, 3, 4, . . . |
|||||||||||||||||||||||||||
|
9 |
|
9 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
сумма принимает значения 7, 84, 861, 8 638 . . . . |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
10 +1 |
− |
1 |
− ( + 1)). |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
Ответ: 7+77+777+. . .+77 . . . 7 = |
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
9 |
( |
9 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||
Пример 56. |
При каких условиях три положительных чис- |
106 |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||
ла , и могут быть членами геометрической прогрессии? Решение. Пусть = 1 , = 1 и = 1 .
= −
= −
( ) − ( ) = ( )( − )
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
( ) − ( ) = ( )( − ) |
|||||||
|
( ) − ( ) |
= |
− |
. |
||||
( ) |
− |
( ) |
|
|
− |
|
||
|
|
|
||||||
Ответ: , и могут быть членами геометрической про-
( ) − ( )
грессии тогда и только тогда, когда ( ) − ( ) – рациональное число.
Последняя задача аналогична, предложенной на с. 25. Ее решение очевидно, если вспомнить, что логарифмы чле-
52
нов геометрической прогрессии образуют арифметическую прогрессию (с. 32). Если числа , и являются членами некоторой геометрической прогрессии, то найдется еще бесконечное множество прогрессий, членами которых эти числа являются (пример на с. 42).
107 Пример 57. Члены прогрессии { (3)} – произведения со-
ответствующих членов бесконечно убывающих геометрических прогрессий { (1)} и { (2)}, где = 1, 2, 3, . . . . Известно, что суммы прогрессий (1) = 2 и (3) = 67 и (1)1 = (2)1 = 1. Найти (2).
Решение: (3)1 = (1)1 (2)1 = 1. Как следует из теории (с. 35), знаменатель третьей прогрессии должен равняться произведению знаменателей первых двух:
|
1 |
= 2 |
|
1 |
= |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
1 − 1 |
2 |
1 |
|
2 = |
− |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
1 |
= 6 |
|
1 2 = |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 − 1 2 |
7 |
|
|
|
|
|
− |
6 |
|
|
|
(2) |
|
|
1 |
|
3 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
= |
|
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 + 1 |
4 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
Ответ: (2) = 34.
107 Пример 58. Найти два различных корня уравнения 2 −
6 + = 0, если известно, что , 1, 2 и образуют геометрическую прогрессию.
ГЛАВА 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОГРЕССИИ |
53 |
|||||
|
|
|
|
|||
Решение. Поскольку 2 = −1 +1, |
|
|
|
|||
2 |
|
|
( 1 2)2 = 1 2 |
|
1 2 = . |
|
12 |
= 2 |
|
|
|
|
|
2 |
= 1 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Но по теореме Виета 1 2 = , следовательно, = 1 и уравнение принимает вид 2 − 6 + = 0. Тогда при = 1
окажется, что один из корней равен квадрату другого. Но сумма корней равна 6. Такие числа и 2 можно получить
из уравнения 2 + = 6 2 + − 6 = 0.
1)= −3 2 = 9. Числа {1, −3, 9, −27};
2)= 2 2 = 4. Числа {1, 2, 4, 8}.
Ответ: 1) −3 и 9; 2) 2 и 4.
Пример 59. Доказать, что для переменных , и вы- |
|
107 |
полняется равенство ( 2 + 2)( 2 + 2) = ( + )2 тогда
и только тогда, когда , и образуют геометрическую
прогрессию.
Доказательство. Раскрыв скобки, после несложных преобразований придем к равенству 2 = . Последнее равен-
ство равносильно утверждению о том, что , и образуют
геометрическую прогрессию. Утверждение доказано.
Пример 60. Найти трехзначное число, цифры которого 107
образуют геометрическую прогрессию. Если из этого числа вычесть 792, то получится число, записанное теми же цифрами, но в обратном порядке. Если из цифры, выражающей
54
число сотен, вычесть 4, остальные цифры образуют ариф-
метическую прогрессию.
Решение. Переберем все трехзначные числа, образующие возрастающие геометрические прогрессии. Для этого будем рассматривать первые цифры, начиная с единицы, а знаменатель прогрессии – начиная с двух. Стационарную прогрессию сразу исключим, поскольку для нее не выполняется одно из условий задачи. Непосредственный перебор показывает, что таких чисел всего три: 124, 139 и 248. Каждому числу соответствует число, цифры которого образуют убывающую геометрическую прогрессию: 421, 931 и 842. Вычесть число
792 мы можем только из последних двух. Второе условие
выполняется лишь для числа 931.
Ответ: 931.
107 Пример 61. Пусть { } – геометрическая прогрессия.
Найти произведение ее первых членов, если известны
|
|
1 |
|
|
∑ |
∑ |
|
|
|
= и |
=1 |
|
= . |
|
=1 |
|
|
|
|
Решение. Произведение первых членов прогрессии
|
|
( −1) |
|
|
|
∏ |
|
|
|
1 2 3 . . . = |
= 1 |
2 |
|
(см. с. 36). |
|
=1 |
|
|
|
ГЛАВА 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОГРЕССИИ |
55 |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
= |
|
|
1 |
|
|
− 1 |
|
|
= |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
1 |
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
− |
1 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Разделив |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
=1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
первое уравнение на второе, получим: |
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 1 |
|
− |
|
( |
) |
= 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
= =1 . |
|
||||||||||||
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
( −1) |
∏ |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ответ: =1 = ( ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
∏ |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
36 65 Последовательность { }, первый член которой
выбирается произвольно, а каждый следующий получается из предыдущего по формуле
+1 = + , где = 1, 2, 3, . . . , и – константы,
называют арифметико-геометрической прогрессией. Такое определение корректно, поскольку при = 1 из про-
грессии { } мы получаем арифметическую, а при = 0 –
геометрическую прогрессию. Как и раньше, буквой будем
обозначать разность прогрессии, а – знаменатель. Про-
грессию однозначно определяют три параметра: 1, и .
Пример 62. Является ли последовательность 107