Материал: Прогрессии

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

56

3, 11, 27, 59, 123, . . . арифметико-геометрической прогресси-

ей? Если да, найдите значения и .

Решение. Для арифметико-геометрической прогрессии должны выполняться условия:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 = + 1

 

+ 3 = 11

 

 

 

 

 

 

3 = + 2

+ 11 = 27

 

 

 

 

 

 

8

 

 

= 2

+ 6 = 11

= 5.

 

 

 

= 16

 

 

 

 

Условие +1 = + выполняется и для = 3, 4, 5.

 

Ответ: = 5, = 2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

107

Пример 63.

 

Является

ли

последовательность

4, 18, 60, 185, . . .

арифметико-геометрической прогрессией?

Решение. Запишем условия:

2 = + 1

+ 4 = 18

 

3 = + 2

+ 18 = 60

 

 

 

14 = 42 = 3 + 12 = 18 = 6.

Однако 4 ̸= + 3 , т. е. 185 ̸= 6 + 60 · 3. Ответ: не является.

Найдем формулы для -го члена и суммы первых членов

арифметико-геометрической прогрессии. Для этого к обеим частям равенства +1 = + прибавим −1 :

ГЛАВА 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОГРЕССИИ

 

 

 

 

57

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+1 +

 

= + +

 

 

= +

 

 

 

 

= (

+

 

 

 

 

).

1

1

 

−

1

 

−

1

 

−

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом,

 

+1

+

 

 

 

 

 

 

 

 

=

( +

 

 

 

).

 

 

 

 

 

−

1

 

−

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введем обозначение

 

= +

 

 

 

. Тогда +1 = · ,

 

 

 

 

− 1

где = 1, 2, 3, . . . , последовательность

 

{ } является гео-

метрической прогрессией и = 1 −1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1 −1

+

 

 

 

 

 

 

 

= ( 1 +

 

 

 

 

)

−1

 

 

 

 

−

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ( 1 +

 

 

) −1

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

1) −11

 

 

 

1.

 

 

= =1 = ( 1 +

−

 

 

 

 

∑

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

−

 

 

 

Мы вывели две формулы:

 

 

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1)

 

 

= 1 +

 

 

 

−1 −

 

 

;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−1

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1 +

 

 

1

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

 

 

 

)

−

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 64. Найти седьмой член прогрессии, первый член 108

которой равен 5, разность = 3 и знаменателеь = 2.

58

Решение. Применим первую из формул (1):

 

7

= (5 +

3

)

26 −

 

3

= 509.

2 1

2

1

 

 

 

 

−

 

 

 

 

 

−

 

 

 

Ответ: 509.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

108

Пример 65.

Найти

 

сумму

первых пяти членов

 

прогрессии, первый член которой равен 5, = 3 и = 6.

 

Решение. Применим вторую из формул (1):

 

 

3

 

25

1

 

3

5

 

 

5 = (5 +

 

)

 

−

−

 

·

= 233.

 

2 − 1

2 − 1

2 − 1

Ответ: 233.

Параметры и арифметико-геометрической прогрессии можно выразить из равенств:

= −1 +

 

 

=

+1 −

 

 

 

 

 

 

 

+1 = +

 

 

 

 

− −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

 

+1 −

+

 

=

 

2 − +1 −1

 

 

 

+1

 

− −1

 

 

 

 

 

 

 

− −1

 

 

 

 

 

 

 

 

= 2 − +1 −1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− −1

 

 

 

 

 

 

 

(2)

 

 

 

 

= +1

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Два важных

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1(1

 

 

)

прогрессия ста-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

− −1

 

−

 

 

 

 

 

 

 

 

 

замечания: при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ционарна,

т. е. 1

= 2

= 3

= . . . =

 

 

; при

| |< 1

 

1 −

ГЛАВА 2. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРОГРЕССИИ

59

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞

 

→∞ (

 

1 + − 1)

− − 1

1 −

 

 

 

lim

 

= lim

 

 

 

 

 

−1

 

 

 

=

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 66.

Дана трапеция 1 1, у которой | |=

 

108

и | 1 1|= 1. Пусть 2

– точка пересечения диагонали 1

 

 

со средней линией трапеции 2 2,

2 – точка пересече-

 

 

ния диагонали 1 со средней линией трапеции. Основание

 

 

трапеции 2 2

равно | 2 2|= 2

(рис. 6а). В трапеции

 

 

2 2 также найдем точки пересечения средней линии с диагоналями 2 и 2: соответственно 3 и 3. Осно- вание трапеции 3 3 равно | 3 3|= 3 (рис. 6б). Про- должив этот процесс, получим последовательность , где

= 1, 2, 3, . . . . Найти lim , т. е. предел последовательно-

→∞

сти верхних оснований трапеций.

Решение. Положим 1 < . Так как 2 2 – средняя ли-

Рис. 6. Последовательность трапеций

ния трапеции, 2 2 – средняя линия треугольника 1 , а 2 2 – средняя линия треугольника 1 1, следователь-

но, | 2 2|= 12 и | 2 2|= 12 1. | 2 2|= | 2 2|−| 2 2|.

60

Аналогично для трапеций 2 2, 3 3 и т. д. После- довательность

2 =

1

 

 

1

1;

 

2

 

−

2

 

1

 

1

2;

3 =

2

−

2

 

 

 

 

(3)

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

4 =

2

 

 

2

3;

 

 

−

 

. . .

 

 

 

 

определяется первым членом 1 и рекурентным отношени- ем +1 = 12 − 12 . Таким образом, последовательность { } является арифметико-геометрической прогрессией с первым членом 1, разностью = 12 и знаменателем (−12 ). Применив формулу -го члена (1), получим:

 

 

1

 

−1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= ( 1 −

 

)

(−

 

)

+

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

→∞

 

→∞

(

 

 

1

−1

 

 

 

 

 

 

 

1 − 3)

(−2)

 

3

3

 

 

 

lim

 

= lim

 

 

 

 

 

 

 

 

+

 

 

=

 

.

До сих пор мы исходили

 

из

предположения

1

< .

А если окажется 1

> ? Тогда изменится только первое

из равенств (3): 2 = 12 1 − 12 . На каждом следующем шаге будет иметь место отношение < , т. е. верхнее основание трапеции будет меньше нижнего. Если нижнее основание втрое больше верхнего, т. е. = 3 1, то = 3 = 1 для всех

= 1, 2, 3, . . . .

Ответ: 3.

Источник: https://studfile.net/preview/12578353/