Chương II. Dãy số. Cấp số cộng và cấp số nhân

Bài 5. Dãy số

Sách bài tập Toán 11 — Kết nối tri thức, tập 1 · 10 bài tập, mỗi câu ít nhất 2 cách giải.

Bài 1 · 2.1★Trang 33— Viết các số hạng đầu của dãy cho bởi công thức tổng quát và bởi hệ thức truy hồi
Viết năm số hạng đầu tiên của mỗi dãy số sau: a) ; b) , .
1/2−1/2Onu123451−2/33/5−4/75/9Các số hạng đổi dấu liên tiếp, độ lớn giảm dần về 1/2
Kiến thức cần nhớ
  • Dãy cho bởi công thức của số hạng tổng quát: thay trực tiếp giá trị của vào để được số hạng cần tìm.
  • Dãy cho bởi hệ thức truy hồi: phải biết số hạng trước mới tính được số hạng sau, nên luôn tính lần lượt kể từ số hạng đầu.
  • khi lẻ và khi chẵn.
  • Tách phần nguyên: .
🧠 Phân tích tư duy
Ý a cho hẳn công thức của số hạng tổng quát nên chỉ việc thay lần lượt bằng đến , còn ý b cho hệ thức truy hồi nên muốn có phải biết trước, tức là buộc phải đi tuần tự từ số hạng đầu. Dấu hiệu phân biệt hai kiểu cho dãy số nằm ở chỗ công thức có chứa số hạng liền trước hay không. Bẫy của ý a là thừa số đổi dấu luân phiên nhưng bắt đầu từ dấu cộng, rất dễ lệch một nhịp thành dấu trừ ngay ở .
1Cách 1. Thay trực tiếp giá trị của n vào công thức, ý b tính truy hồi tuần tự

Định hướng. Ý a thay số vào công thức tổng quát, ý b dùng hệ thức truy hồi để bước từ lên dần tới .

a)
b)

Vậy năm số hạng đầu của ý a là ; ; ; ; và của ý b là ; ; ; ; .

2Cách 2. Tách dấu khỏi độ lớn ở ý a, trừ hai hệ thức liền nhau ở ý b

Định hướng. Ý a viết mỗi số hạng thành dấu luân phiên nhân với độ lớn đã tách phần nguyên; ý b trừ hai hệ thức liên tiếp để nhảy hai bậc một lần.

a)
, ,
,
lẻ mang dấu cộng, chẵn mang dấu trừ
, , , ,
b) và

Vậy kết quả trùng với Cách 1, và phép tách còn cho thấy giảm dần về .

3Cách 3. Đổi vai trò hai kiểu cho dãy: lập hệ thức truy hồi cho ý a, tìm công thức tổng quát cho ý b

Định hướng. Ý a chuyển công thức tổng quát thành quy tắc nhân để sinh số hạng sau từ số hạng trước; ý b đoán rồi kiểm chứng công thức đóng, nhờ đó tính được cả số hạng ở xa.

a)
b) từ ; ; ; ; đoán
và

Vậy công thức đóng thoả hệ thức truy hồi và cho đúng năm số hạng ; ; ; ; .

⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 1: đề chỉ hỏi năm số hạng đầu nên thay số là nhanh nhất và không cần thêm kĩ thuật nào; Cách 3 chỉ đáng dùng khi đề hỏi số hạng ở vị trí xa như , lúc đó tính tuần tự sẽ quá dài.
Đáp số. a) ; ; ; ; . b) ; ; ; ; .
Sai lầm thường gặp. Hay nhầm thành nên viết , trong khi , thế là cả năm số hạng bị đổi dấu hết. Ở ý b hay thay luôn vào để được , nhưng hệ thức chỉ đúng khi và dãy không có số hạng .
🚀 Mở rộng. Tổng quát, dãy cho bởi và có công thức đóng ; thay ra đúng kết quả trên, còn cho dãy ; ; ; ; .
Bài 2 · 2.2★★Trang 33— Xét tính tăng, giảm của dãy số
Xét tính tăng, giảm của mỗi dãy số sau: a) ; b) ; c) .
Onu123451/2−1/51/10−1/171/26Điểm nhảy hai phía trục hoành: dãy không tăng, không giảm
Kiến thức cần nhớ
  • Dãy tăng khi với mọi , giảm khi với mọi .
  • Với dãy gồm toàn số dương, có thể so sánh tỉ số với thay cho việc xét dấu của hiệu.
  • Tổng của hai dãy tăng là dãy tăng; nếu tăng và dương thì giảm.
  • Tách phần nguyên: .
  • Chỉ cần một cặp số hạng liên tiếp giảm và một cặp khác tăng là dãy không tăng cũng không giảm.
🧠 Phân tích tư duy
Cả ba ý đều cho công thức tổng quát nên dấu hiệu là lập hiệu rồi xét dấu của hiệu đó trên toàn bộ . Ý a là đa thức nên hiệu thu gọn rất gọn, ý b là phân thức nên tách phần nguyên trước sẽ đỡ quy đồng, riêng ý c có thừa số nên phải nghĩ ngay tới khả năng dãy đan dấu và không đơn điệu. Bẫy là chỉ thử vài số hạng đầu rồi kết luận, vì tính tăng giảm đòi hỏi bất đẳng thức đúng với mọi .
1Cách 1. Xét dấu của hiệu hai số hạng liên tiếp theo đúng định nghĩa

Định hướng. Lập hiệu rồi thu gọn tới khi nhìn thấy dấu; ý c chỉ cần hai cặp số hạng liên tiếp trái chiều nhau là đủ kết luận.

a)
với mọi
b)
với mọi
c) , ,

Vậy dãy ở ý a tăng, dãy ở ý b giảm, còn dãy ở ý c không tăng cũng không giảm.

2Cách 2. So sánh tỉ số hai số hạng liên tiếp với 1

Định hướng. Hai dãy đầu chỉ gồm số dương nên so với là ra kết luận; ở ý c tỉ số âm, đó chính là bằng chứng hai số hạng liên tiếp trái dấu.

a) với mọi
với mọi
b) với mọi
với mọi
c)
với mọi

Vậy tỉ số lớn hơn nên dãy ý a tăng, tỉ số nhỏ hơn trên dãy dương nên dãy ý b giảm, còn tỉ số âm nên hai số hạng liên tiếp của dãy ý c luôn trái dấu, dãy đó không đơn điệu.

3Cách 3. Dùng tính đơn điệu của các dãy thành phần, ý c tách theo chỉ số chẵn lẻ

Định hướng. Không tính hiệu mà lắp ghép từ những dãy đã biết chiều biến thiên: tổng hai dãy tăng thì tăng, nghịch đảo của dãy dương tăng thì giảm.

a) tăng và tăng trên
là tổng của hai dãy tăng với một hằng số
b) tăng và với mọi
giảm
là hằng số cộng với một dãy giảm
c) lẻ:
chẵn:
dãy có vô hạn số hạng dương và vô hạn số hạng âm xen kẽ nhau

Vậy dãy ý a tăng, dãy ý b giảm, dãy ý c đan dấu nên không tăng cũng không giảm; riêng hai dãy con của ý c thì giảm và tăng.

⭐ Cách nên dùng khi đi thi. Đi thi dùng Cách 1: xét dấu của hiệu là cách duy nhất dùng được cho cả dãy dương, dãy âm lẫn dãy đan dấu mà không phải kiểm tra thêm điều kiện gì; Cách 2 nhanh hơn nhưng chỉ hợp lệ khi đã chắc dãy không đổi dấu.
Đáp số. a) Dãy tăng. b) Dãy giảm. c) Dãy không tăng, không giảm.
Sai lầm thường gặp. Ý b hay bị kết luận tăng do chỉ nhìn tử tăng mà quên mẫu cũng tăng; thử số thật thì còn nên dãy giảm. Ý c hay bị kết luận giảm vì thấy tăng nên nghĩ phân số nhỏ dần, nhưng lại nhỏ hơn .
🚀 Mở rộng. Tổng quát, dãy với và luôn đơn điệu ngặt vì , tăng hay giảm chỉ tuỳ dấu của ; ở ý b thì nên dãy giảm.
Bài 3 · 2.3★★Trang 33— Xét tính bị chặn của dãy số
Xét tính bị chặn của các dãy số sau: a) ; b) ; c) .
1/3u12/5u23/7u34/9u45/11u51/2 là chặn trên, không đạt được1/3 là chặn dưới, đạt tại n = 1
Kiến thức cần nhớ
  • Dãy bị chặn trên nếu có số với cho mọi ; bị chặn dưới nếu có số với cho mọi ; bị chặn nếu vừa bị chặn trên vừa bị chặn dưới.
  • Tách phần nguyên: .
  • Dãy tăng thì bị chặn dưới bởi số hạng đầu, dãy giảm thì bị chặn trên bởi số hạng đầu.
  • Với mọi số đều tìm được lớn hơn — đây là căn cứ để chứng minh một dãy không bị chặn.
🔒 Đang kiểm tra quyền xem lời giải…
Bài 4 · 2.4★★★Trang 34— Tính xấp xỉ căn bậc hai bằng dãy truy hồi và đánh giá sai số tuyệt đối
Để tính xấp xỉ giá trị , người ta có thể dùng dãy số cho bởi hệ thức truy hồi , với , ở đó là một giá trị dự đoán ban đầu của . Sử dụng hệ thức truy hồi này, hãy tính xấp xỉ các giá trị sau bằng cách tính và tính sai số tuyệt đối khi so với giá trị tính bằng máy tính cầm tay (làm tròn kết quả đến chữ số thập phân thứ năm). a) (lấy ); b) (lấy ).
Kiến thức cần nhớ
  • Phép lặp xuất phát từ luôn cho dãy giảm hội tụ về .
  • Sai số tuyệt đối của giá trị gần đúng so với giá trị đúng là .
  • Công thức truyền sai số: nếu thì , nên sai số gần như bình phương lại sau mỗi bước.
  • và
🔒 Đang kiểm tra quyền xem lời giải…
Bài 5 · 2.5★★★Trang 34— Số tam giác: viết số hạng, tìm công thức tổng quát và chứng minh hệ thức
Cho dãy số xác định bằng hệ thức truy hồi , . a) Mỗi số hạng của dãy số này gọi là một số tam giác. Viết bảy số tam giác đầu. b) Biết rằng . Hãy chứng tỏ công thức của số hạng tổng quát là . c) Chứng minh rằng , tức là tổng của hai số tam giác liên tiếp là một số chính phương.
Kiến thức cần nhớ
  • Cộng dồn hệ thức truy hồi: .
  • .
  • Số tam giác thứ là , đếm số chấm xếp thành tam giác có hàng, hàng thứ có chấm.
  • Hai số tam giác liên tiếp ghép lại vừa khít một hình vuông: .
🔒 Đang kiểm tra quyền xem lời giải…
Bài 6 · 2.6★★Trang 34— Dãy số mô hình giảm giá theo tỉ lệ phần trăm không đổi
Giá của một chiếc máy photocopy lúc mới mua là triệu đồng. Biết rằng giá trị của nó sau mỗi năm sử dụng chỉ còn giá trị trong năm liền trước đó. Tính giá trị còn lại của chiếc máy photocopy đó sau mỗi năm, trong khoảng thời gian năm kể từ khi mua.
1020304050OnGiá trị (triệu đồng)0123455037,528,12521,0937515,820312511,865234375Mỗi năm giá trị chỉ còn 3/4 năm trước nên các điểm thấp dần
Kiến thức cần nhớ
  • Còn giá trị năm trước nghĩa là nhân với , không phải trừ đi một lượng không đổi.
  • Dãy cho bởi và có công thức tổng quát .
  • nên tính bằng phân số cho kết quả đúng tuyệt đối, không có sai số làm tròn.
🔒 Đang kiểm tra quyền xem lời giải…
Bài 7 · 2.7★Trang 34— Tính số hạng của dãy số mô hình lạm phát
Nếu tỉ lệ lạm phát là mỗi năm và giá trung bình của một căn hộ chung cư mới tại thời điểm hiện tại là tỉ đồng thì giá trung bình của một căn hộ chung cư mới sau năm nữa được cho bởi công thức (tỉ đồng). Tìm giá trung bình của một căn hộ chung cư mới sau năm nữa.
Kiến thức cần nhớ
  • Tăng phần trăm mỗi năm nghĩa là mỗi năm nhân với .
  • với và .
  • nên chỉ cần ba phép nhân.
  • Nhị thức Newton: .
🔒 Đang kiểm tra quyền xem lời giải…
Bài 8 · 2.8★★Trang 34— Dãy số lãi kép theo kì hạn quý
Bác An gửi tiết kiệm triệu đồng kì hạn tháng, với lãi suất một năm. Số tiền (triệu đồng) cả vốn lẫn lãi mà bác An nhận được sau quý (mỗi quý là tháng) sẽ là với ; ; ; a) Viết ba số hạng đầu của dãy số. b) Tìm số tiền bác An nhận được sau năm.
Kiến thức cần nhớ
  • Lãi kép kì hạn quý: lãi suất mỗi quý bằng lãi suất năm chia cho .
  • với và .
  • Hai năm gồm quý nên số tiền sau hai năm là .
  • nên chỉ cần ba lần bình phương.
🔒 Đang kiểm tra quyền xem lời giải…
Bài 9 · 2.9★★Trang 35— Dãy số mô hình phân đôi của vi khuẩn
Vi khuẩn E. Coli sinh sản thông qua một quá trình gọi là quá trình phân đôi. Vi khuẩn E. Coli phân chia làm đôi cứ sau phút. Giả sử tốc độ phân chia này được duy trì trong giờ kể từ khi vi khuẩn ban đầu xâm nhập vào cơ thể. Hỏi sau giờ sẽ có bao nhiêu vi khuẩn E. Coli trong cơ thể? Giả sử có một nguồn dinh dưỡng vô hạn để vi khuẩn E. Coli duy trì tốc độ phân chia như cũ trong giờ kể từ khi vi khuẩn ban đầu xâm nhập vào cơ thể. Hỏi sau giờ sẽ có bao nhiêu vi khuẩn E. Coli trong cơ thể?
Kiến thức cần nhớ
  • Mỗi lần phân đôi số vi khuẩn được nhân với , nên sau lần phân chia có vi khuẩn.
  • phút bằng một phần ba giờ nên mỗi giờ có lần phân chia, sau giờ có lần.
  • và mỗi giờ số vi khuẩn được nhân với .
  • Muốn biết một số khổng lồ lớn cỡ nào thì dùng lôgarit: , và số chữ số bằng phần nguyên của kết quả cộng .
🔒 Đang kiểm tra quyền xem lời giải…
Bài 10 · 2.10★★★Trang 35— Hệ thức truy hồi dạng và số hạng tổng quát
Một công ty dược phẩm đang thử nghiệm một loại thuốc mới. Một thí nghiệm bắt đầu với vi khuẩn. Một liều thuốc được sử dụng sau mỗi bốn giờ có thể tiêu diệt vi khuẩn. Giữa các liều thuốc, số lượng vi khuẩn tăng lên . a) Viết hệ thức truy hồi cho số lượng vi khuẩn sống trước mỗi lần sử dụng thuốc. b) Tìm số vi khuẩn còn sống trước lần sử dụng thuốc thứ năm.
Kiến thức cần nhớ
  • Tăng nghĩa là cộng thêm lần chính nó; tiêu diệt một lượng cố định nghĩa là trừ đi một số không đổi.
  • Hệ thức với đưa được về cấp số nhân bằng phép đặt , trong đó là nghiệm của .
  • Tổng với .
  • .
🔒 Đang kiểm tra quyền xem lời giải…

🎯 Học tiếp

📚 Cùng chương: Chương II. Dãy số. Cấp số cộng và cấp số nhân