Bài 2. Cấp số cộng

Số hạng thứ hai = Số hạng thứ nhất + 5

Số hạng thứ ba = Số hạng thứ hai + 5

Số hạng thứ tư = Số hạng thứ ba + 5

…

Số hạng thứ bảy = Số hạng thứ sáu + 5

Số hạng đứng sau = Số hạng đứng trước + 5

Công sai của cấp số cộng đã cho là: \(d{\rm{ }} = {\rm{ }}{u_2}\;-{\rm{ }}{u_1}\; = {\rm{ }}-{\rm{ }}2{\rm{ }}-{\rm{ }}\left( {-{\rm{ }}7} \right){\rm{ }} = {\rm{ }}5.\)

Khi đó:

\(u_3 = -7+ (3-1).5=3\)

\(u_4 = -7+ (4-1).5=8\)

\(u_5 = -7+ (5-1).5=13\)

Vậy 5 số hạng đầu của cấp số cộng là: -7, -2, 3, 8, 13.

Ta có: \(u_n+1=  - 5(n +1)+ 7=-5n+2\)

Do đó, \(u_n+1 - u_n = -5n+2-( - 5n + 7)=-5=d\)

=> \(({u_n})\) là cấp số cộng

\(a,u_1;u_2=u_1+d;u_3=u_1+2d;u_4=u_1+3d;u_5=u_1+4d\\ b,u_n=u_1+\left(n-1\right)d\)

Độ cao các thửa ruộng so với mực nước biển tạo thành một cấp số cộng với số hạng đầu u₁ = 1 250 m và công sai d = 1,2 (m).

Khi đó công thức tổng quát của cấp số cộng là: un = u₁ + (n – 1).d = 1 250 + (n – 1).1,2.

Vậy độ cao của thửa ruộng thứ 10 so với mực nước biển là:

u₁₀ = 1 250 + (10 – 1).1,2 = 1 260,8 m.

a)    Ta có:

\(\left. \begin{array}{l}{u_1} + {u_n} = {u_1} + {u_1} + \left( {n - 1} \right)d = 2{u_1} + \left( {n - 1} \right)d\\{u_2} + {u_{n - 1}} = {u_1} + d + \left( {n - 2} \right)d = {u_1} + \left( {n - 1} \right)d\\{u_n} + {u_1} = {u_1} + {u_1} + \left( {n - 1} \right)d = 2{u_1} + \left( {n - 1} \right)d\end{array} \right\} \Rightarrow {u_1} + {u_n} = {u_2} + {u_{n - 1}} = ... = {u_n} + {u_1}\)

b)    Dựa vào công thức vừa chứng minh ta có: \(n\left( {{u_1} + {u_n}} \right)\) = \(2{S_n}\)

a) Ta có: 3; 1; – 1; ... là cấp số cộng với số hạng đầu u₁ = 3 và công sai d = 1 – 3 = – 2.

Khi đó u₁₀ = 3 + (10 – 1).(– 2) = 3 + (– 18) = – 15.  

Tổng của 10 số hạng đầu của cấp số cộng là:

S₁₅ = \(\frac{{10\left[ {3 + \left( { - 15} \right)} \right]}}{2} = - 60\).

b) 1,2; 1,7; 2,2; ... với n = 15.

Ta có: 1,2; 1,7; 2,2; ... là cấp số cộng với số hạng ban đầu u₁ = 1,2 và công sai d = 1,7 – 1,2 = 0,5.

Khi đó u₁₅ = 1,2 + (15 – 1).0,5 = 8,2.

Tổng của 15 số hạng đầu của cấp số cộng là:

S₁₅ = \(\frac{{15\left[ {1,2 + 8,2} \right]}}{2} = 70,5\).

a)    Ta có:

\(\begin{array}{l}10 + \left( { - 12} \right) =  - 2\\ - 2 + \left( { - 12} \right) =  - 14\\ - 14 + \left( { - 12} \right) =  - 26\\ - 26 + \left( { - 12} \right) =  - 38\end{array}\)

Dãy số là cấp số cộng

b)    Ta có:

\(\begin{array}{l}\frac{1}{2} + \frac{3}{4} = \frac{5}{4}\\\frac{5}{4} + \frac{3}{4} = 2\\2 + \frac{3}{4} = \frac{{11}}{4}\\\frac{{11}}{4} + \frac{3}{4} = \frac{7}{2}\end{array}\)

 Dãy số là cấp số cộng

c)    Không xác định được d giữa các số hạng

 Dãy số không là cấp số cộng

d)    Ta có:

 \(\begin{array}{l}1 + 3 = 4\\4 + 3 = 7\\7 + 3 = 10\\10 + 3 = 13\end{array}\)

Dãy số là cấp số cộng

a)    Dãy số trên là cấp số cộng

Ta có:

\(\begin{array}{l}{u_n} = {u_1} + \left( {n - 1} \right)d \Rightarrow {u_1} + \left( {n - 1} \right)d = 3 - 2n\\ \Leftrightarrow {u_1} + nd - d = 3 - 2n\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} - d = 3\\nd =  - 2n\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} = 1\\d =  - 2\end{array} \right.\end{array}\)

b)    Dãy số trên là cấp số cộng

Ta có:

 \(\begin{array}{l}{u_n} = {u_1} + \left( {n - 1} \right)d \Rightarrow {u_1} + \left( {n - 1} \right)d = \frac{{3n + 7}}{5}\\ \Leftrightarrow {u_1} + nd - d = \frac{{3n}}{5} + \frac{7}{5}\\ \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} - d = \frac{7}{5}\\nd = \frac{3}{5}n\end{array} \right. \Leftrightarrow \left\{ \begin{array}{l}{u_1} = 2\\d = \frac{3}{5}\end{array} \right.\end{array}\)

c) Dãy số đã cho không là cấp số cộng

Ta có: \( u_{n+1} = 3^{n+1} = 3.3^n \)

Xét hiệu \( u_{n+1} – u_n = 3.3^n – 3^n = 2.3^n \) với n ∈ ℕ*

a)    Ta có: \({u_n} =  - 3 + \left( {n - 1} \right).5\)

b)    Ta có:

\(\begin{array}{l}492 =  - 3 + \left( {n - 1} \right).5\\ \Leftrightarrow n - 1 = 99\\ \Leftrightarrow n = 100\end{array}\)

492 là số hạng thứ 100 của cấp số cộng

c)    Ta có: \(300 =  - 3 + \left( {n - 1} \right).5 \Leftrightarrow n - 1 = 60,6\)

300 không là số hạng của cấp số cộng