Bài 1 · 2.31★Trang 40— Trắc nghiệm tính số hạng của dãy số cho bởi hệ thức truy hồi
Bài 2.31 (trang 40). Cho dãy số (un) xác định bởi: u1=1, un+1=un+n. Số hạng u4 là A. 5; B. 6; C. 7; D. 10.
Kiến thức cần nhớ
Dãy số cho bởi hệ thức truy hồi: biết u1 và quy tắc tính un+1 từ un.
Tổng 1+2+⋯+m=2m(m+1).
🧠 Phân tích tư duy
Dãy cho bằng hệ thức truy hồi nên muốn có u4 phải đi qua u2, u3; mỗi bước cộng thêm đúng chỉ số n của số hạng trước. Chỉ cần ba phép cộng nên tính lần lượt là an toàn nhất. Bẫy nằm ở chỗ cộng nhầm n+1 thay cho n (ra u4=10, trùng phương án D).
1Cách 1. Tính lần lượt theo hệ thức truy hồi
Định hướng. Thay n=1,2,3 vào un+1=un+n.
u2=u1+1=1+1=2 u3=u2+2=2+2=4 u4=u3+3=4+3=7
Vậyu4=7, chọn phương án C.
2Cách 2. Cộng dồn các hiệu để có công thức tổng quát
Định hướng. Hiệu uk+1−uk=k nên cộng các hiệu từ k=1 đến k=n−1 sẽ triệt tiêu các số hạng giữa.
Nhận xét. Cách 2 cho luôn un=1+2n(n−1), dùng được khi đề hỏi số hạng ở xa như u100=4951.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: chỉ ba phép cộng nhỏ, không thể nhầm; Cách 2 chỉ đáng dùng khi phải tính số hạng có chỉ số lớn.
Đáp số.Chọn C: u4=7.
Sai lầm thường gặp.Sai hay gặp là cộng chỉ số của số hạng mới thay vì số hạng cũ: u2=u1+2=3, u3=3+3=6, u4=6+4=10 rồi chọn D. Hệ thức ghi un+1=un+n, tức muốn có u2 thì cộng n=1 chứ không phải 2.
🚀 Mở rộng.Tổng quát, dãy u1=a, un+1=un+f(n) có un=a+f(1)+f(2)+⋯+f(n−1); thử với f(n)=2n sẽ được un=a+n(n−1).
Bài 2 · 2.32★★Trang 40— Trắc nghiệm nhận biết dãy số bị chặn
Bài 2.32 (trang 40). Hãy chọn dãy số bị chặn trong các dãy số (un) sau: A. un=1−n2; B. un=2n; C. un=nsinn; D. un=n+12−n.
Kiến thức cần nhớ
(un) bị chặn khi có m, M sao cho m≤un≤M với mọi n≥1.
Phân thức cn+ean+b tách được thành hằng số cộng một phân thức có tử là hằng số.
Dãy giảm thì bị chặn trên bởi u1; dãy tăng thì bị chặn dưới bởi u1.
🧠 Phân tích tư duy
Dãy bị chặn phải vừa bị chặn trên vừa bị chặn dưới, nên dãy nào có số hạng lớn tuỳ ý về trị tuyệt đối là loại ngay. Phương án D là phân thức cùng bậc ở tử và mẫu, tách phần nguyên sẽ thấy nó chỉ dao động quanh −1. Bẫy là phương án C: sinn bị chặn nhưng nhân với n thì không còn bị chặn nữa.
1Cách 1. Tách phần nguyên của phân thức
Định hướng. Viết un ở phương án D thành −1 cộng một phân thức dương có mẫu tăng dần.
un=n+12−n=n+1−(n+1)+3=−1+n+13 n≥1⇒n+1≥2⇒0<n+13≤23 ⇒−1<−1+n+13≤21 ⇒−1<un≤21 với mọi n≥1
Vậy dãy ở phương án D bị chặn, chọn D.
2Cách 2. Loại ba phương án không bị chặn
Định hướng. Chỉ ra ba dãy A, B, C có số hạng lớn tuỳ ý về trị tuyệt đối.
A: un=1−n2≤1−n, với M>0 lấy n>M+1 thì un<−M B: un=2n≥n, với M>0 lấy n>M thì un>M C: ∣sinx∣<sin21 chỉ khi x∈(kπ−21;kπ+21), khoảng mở dài 1 chứa tối đa một số nguyên ⇒ trong hai số n, n+1 có số m với ∣um∣=m∣sinm∣≥msin21>0,47m ⇒∣um∣ lớn tuỳ ý khi n lớn
Vậy A, B, C đều không bị chặn, chỉ còn D, chọn D.
3Cách 3. Xét tính đơn điệu rồi chặn dưới bằng bất đẳng thức
Định hướng. Dãy giảm thì u1 là chặn trên; chặn dưới lấy từ việc tử lớn hơn số đối của mẫu.
Nhận xét. Cả ba cách cùng cho chặn trên 21 đạt tại n=1 và chặn dưới −1 không bao giờ đạt: số hạng tiến sát −1 khi n lớn.
⭐ Cách nên dùng khi đi thi.Đi thi dùng Cách 1: tách phần nguyên cho cả hai chặn chỉ trong ba dòng; Cách 2 cần lập luận về nsinn khá phức tạp, không nên sa vào khi làm trắc nghiệm.
Đáp số.Chọn D: −1<un≤21 với mọi n≥1.
Sai lầm thường gặp.Nhiều bạn thấy ∣sinn∣≤1 rồi kết luận nsinn bị chặn, quên rằng hệ số n tăng mãi; chẳng hạn u11=11sin11≈−11,0 và u344≈344⋅0,35≈120. Lỗi khác là chỉ thấy phương án A bị chặn trên bởi 0 rồi chọn A, trong khi bị chặn đòi cả hai phía.
🚀 Mở rộng.Tổng quát, dãy un=cn+ean+b (với c>0, cn+e>0 mọi n) luôn bị chặn vì un=ca+c(cn+e)bc−ae, phần sau có trị tuyệt đối không vượt quá giá trị tại n=1.
Bài 10 · 2.40★★Trang 41— Trắc nghiệm lãi kép theo kì hạn (cấp số nhân)
Bài 2.40 (trang 41). Ông Trung có 100 triệu đồng gửi tiết kiệm vào ngân hàng theo thể thức lãi kép kì hạn 6 tháng với lãi suất 8% một năm. Giả sử lãi suất không thay đổi. Hỏi sau 3 năm số tiền trong tài khoản tiết kiệm của ông Trung gần nhất với số nào sau đây? A. 126532000 đồng; B. 158687000 đồng; C. 125971000 đồng; D. 112486000 đồng.
Kiến thức cần nhớ
Lãi kép: sau N kì, số tiền AN=A0(1+r)N với r là lãi suất một kì.
Lãi suất năm 8%, kì hạn 6 tháng ⇒r=4% một kì; 3 năm =6 kì.
Bài 11 · 2.41★★★Trang 41— Trắc nghiệm bài toán thực tế tổng cấp số nhân
Bài 2.41 (trang 41). Một du khách vào trường đua ngựa xem đua ngựa và đặt cược chọn con thắng cuộc. Nếu chọn đúng con thắng cuộc thì sẽ nhận được số tiền gấp đôi số tiền đặt cược, còn nếu chọn sai thì sẽ mất số tiền đặt cược. Người du khách đó lần đầu tiên đặt 20000 đồng, mỗi lần sau tiền đặt gấp đôi tiền đặt lần trước. Người đó thua 9 lần liên tiếp và thắng ở lần thứ 10. Hỏi du khách đó thắng hay thua bao nhiêu? A. Thắng 20000 đồng; B. Hoà vốn; C. Thua 20000 đồng; D. Thua 40000 đồng.
Kiến thức cần nhớ
un=u1qn−1, Sn=u1⋅q−1qn−1.
Với q=2: 1+2+⋯+2n−1=2n−1, tức mỗi lũy thừa của 2 lớn hơn tổng các lũy thừa trước nó đúng 1.
Bài 12 · 2.42★★★★Trang 42— Trắc nghiệm kết hợp cấp số cộng và cấp số nhân
Bài 2.42 (trang 42). Ba số phân biệt có tổng là 217 có thể coi là các số hạng liên tiếp của một cấp số nhân, cũng có thể coi là số hạng thứ 2, thứ 9, thứ 44 của một cấp số cộng. Hỏi phải lấy bao nhiêu số hạng đầu của cấp số cộng này để tổng của chúng bằng 210? A. 40; B. 30; C. 20; D. 10.
Kiến thức cần nhớ
Cấp số cộng: un=u1+(n−1)d, Sn=2n[2u1+(n−1)d].
Ba số a, b, c là ba số hạng liên tiếp của cấp số nhân thì b2=ac.
Bài 13 · 2.43★★Trang 42— Nhận biết cấp số cộng, cấp số nhân và tìm công sai, công bội
Bài 2.43 (trang 42). Trong các dãy số (un) dưới đây, dãy số nào là cấp số cộng, dãy số nào là cấp số nhân? Nếu dãy số là cấp số cộng hoặc cấp số nhân, hãy xác định công sai hoặc công bội của nó. a) u1=2, un+1=un+n; b) un=6n+3; c) u1=1, un+1=n⋅un; d) un=3⋅5n.
Kiến thức cần nhớ
Cấp số cộng: un+1−un=d không đổi. Cấp số nhân: un+1=qun, q không đổi.
Ba số hạng liên tiếp a, b, c của cấp số cộng thoả a+c=2b; của cấp số nhân thoả b2=ac.
Bài 14 · 2.44★★★Trang 42— Chứng minh tính chất của cấp số cộng, cấp số nhân
Bài 2.44 (trang 42). Chứng minh rằng: a) Nếu a1,a2,a3,… và b1,b2,b3,… là hai cấp số cộng thì a1+b1,a2+b2,a3+b3,… cũng là cấp số cộng. b) Nếu a1,a2,a3,… và b1,b2,b3,… là hai cấp số nhân thì a1b1,a2b2,a3b3,… cũng là cấp số nhân.
Kiến thức cần nhớ
(an) là cấp số cộng công sai d khi an+1=an+d với mọi n≥1.
(an) là cấp số nhân công bội q khi an+1=anq với mọi n≥1.
Bài 15 · 2.45★★Trang 42— Bài toán thực tế tăng trưởng theo phần trăm (cấp số nhân)
Bài 2.45 (trang 42). Một con chó con nặng 0,4 kg khi mới sinh và sau mỗi tuần tuổi khối lượng của nó tăng thêm 24%. Giả sử un (kg) là khối lượng của con chó vào cuối tuần tuổi thứ n. a) Viết lần lượt các công thức tính u2, u3. Từ đó dự đoán công thức của un. b) Con chó nặng bao nhiêu kilôgam khi được sáu tuần tuổi?
Bài 16 · 2.46★★Trang 42— Bài toán thực tế cấp số cộng: truy hồi, số hạng tổng quát, tổng
Bài 2.46 (trang 42). Bác Hưng quyết định tham gia một chương trình bơi lội để duy trì sức khoẻ. Bác bắt đầu bằng cách bơi 10 phút vào ngày đầu tiên, sau đó thêm 2 phút mỗi ngày sau đó. a) Tìm công thức truy hồi cho số phút Tn mà bác ấy bơi vào ngày thứ n của chương trình. b) Tìm sáu số hạng đầu của dãy số (Tn). c) Tìm công thức tổng quát của dãy số (Tn). d) Bác Hưng đạt được mục tiêu bơi ít nhất 60 phút mỗi ngày vào ngày thứ bao nhiêu của chương trình? e) Tính tổng thời gian bác Hưng bơi sau 30 ngày đầu của chương trình.
Bài 17 · 2.47★★★Trang 43— Lập cấp số cộng từ hiệu của dãy số chính phương, lập phương
Bài 2.47 (trang 43). Dãy các số chính phương sau đây không phải là cấp số cộng 1,4,9,16,25,36,49,64,81,… Tuy nhiên, chúng ta có thể lập một cấp số cộng liên quan bằng cách tìm hiệu của các số hạng liên tiếp của dãy số này. a) Viết tám số hạng đầu của cấp số cộng liên quan được mô tả ở trên. Tìm công thức của số hạng thứ n của cấp số cộng này. b) Mô tả bằng cách nào để chúng ta có thể lập được một cấp số cộng từ dãy các số lập phương sau đây: 1,8,27,64,125,216,343,512,729,… c) Viết bảy số hạng đầu của cấp số cộng ở trong phần b) và tìm số hạng thứ n của nó.
Kiến thức cần nhớ
Hằng đẳng thức (n+1)2−n2=2n+1 và (n+1)3−n3=3n2+3n+1.
Dãy có số hạng tổng quát dạng an+b là cấp số cộng với công sai a.
Hiệu hai lần của ba số liên tiếp x, y, z là (z−y)−(y−x)=x+z−2y.
Bài 19 · 2.49★★Trang 43— Bài toán thực tế so sánh tổng cấp số cộng và cấp số nhân
Bài 2.49 (trang 43). Anh Nam là một cầu thủ bóng đá chuyên nghiệp. Anh vừa kí hợp đồng 5 năm với một câu lạc bộ với mức lương năm khởi điểm là 300 triệu đồng. Chủ tịch câu lạc bộ đưa ra cho anh Nam ba phương án về lương như sau: – Phương án 1: Mỗi năm ngoài mức lương cố định như trên, sẽ được thưởng thêm 50 triệu đồng. – Phương án 2: Mỗi năm lương sẽ tăng thêm 10% so với lương năm trước đó, bắt đầu kể từ năm thứ hai. – Phương án 3: Mỗi năm lương sẽ tăng thêm 30 triệu so với lương năm trước đó, bắt đầu kể từ năm thứ hai. Em hãy tính giúp anh Nam xem với phương án lương nào thì tổng lương sau 5 năm của anh Nam là lớn nhất?
Bài 20 · 2.50★★★★Trang 43— Cấp số nhân cộng: số hạng tổng quát và tổng n số hạng đầu
Bài 2.50 (trang 43). Một dãy số (un) được gọi là một cấp số nhân cộng nếu nó cho bởi hệ thức truy hồi u1=a, un+1=qun+d. Nếu q=1 ta có cấp số cộng với công sai d, còn nếu d=0 ta có cấp số nhân với công bội q. a) Giả sử q=1. Dự đoán công thức số hạng tổng quát un. b) Thiết lập công thức tính tổng Sn của n số hạng đầu của cấp số nhân cộng (un).
Kiến thức cần nhớ
1+q+⋯+qk−1=1−q1−qk (q=1).
Nếu vn+1=qvn thì (vn) là cấp số nhân, vn=v1qn−1.
Phương pháp quy nạp: đúng với n=1, và đúng với k suy ra đúng với k+1.