Giải bài 3 trang 97 – SGK môn Đại số và Giải tích lớp 11
Trong các bài toán về cấp số cộng, ta thường gặp năm đại lượng \(u_1, d, n, u_n, S_n\).
a. Hãy viết các hệ thức liên hệ giữa các đại lượng đó. Cần phải biết ít nhất mấy đại lượng để có thể tìm được các đại lượng còn lại?
b. Lập bảng theo mẫu sau và điền vào số thích hợp vào ô trống:
Gợi ý:
Xem lại các công thức trong bài Cấp số cộng, SGK Đại số và Giải tích trang 93
a) Các hệ thức liên hệ giữa \(u_1, d, n, u_n, S_n\)là:
\(u_n=u_1+(n-1)d\)
\(S_n=\dfrac{n(u_1+u_n)}{2}\)
\(S_n=\dfrac{n[2u_1+(n-1)d]}{2}\)
Cần biết 3 trong 5 đại lượng \(u_1, d, n, u_n, S_n\)thì có thể tính được hai đại lượng còn lại.
b)
+) Cho \(u_1=-2, u_n=55, n=20\). Tính \(d\) và \(S_n\)
Từ \(u_n=u_1+(n-1)d\). Ta có: \( 55=-2+(20-1)d\Rightarrow d=3\)
\({{S}_{n}}=\dfrac{20({{u}_{1}}+{{u}_{20}})}{2}=10(-2+55)=530 \)
+) Cho \(d=-4, n=15, S_n=120\)
Ta có:
\(\begin{align} & {{S}_{n}}=\frac{n[{ 2}{{{u}}_{1}}{+}\left( n-1 \right){d }]}{2} \\ & \Rightarrow 120=\frac{15}{2}\left[ 2{{u}_{1}}+14.\left( -4 \right) \right] \\ & \Rightarrow 240=30{{u}_{1}}-840\Leftrightarrow {{u}_{1}}=36 \\ \end{align} \)
Từ đó, \(u_n=u_1+(n-1)d=36+14.(-4)=-20\)
+) Cho \(u_1=3, d=\dfrac{4}{27},u_n=7\). Tìm \(n \) và \(S_n\)
Ta có: \( {{u}_{n}}={{u}_{1}}+(n-1)d\Rightarrow 7=3+(n-1)\dfrac{4}{27}\Rightarrow n=28 \)
\( {{S}_{n}}=\dfrac{n\left( {{u}_{1}}+{{u}_{n}} \right)}{2}=\dfrac{28\left( 3+7 \right)}{2}=140 \)
+) Cho \(u_n=17, n=12, S_n=72\). Tìm \(u_1\) và \(d.\)
Ta có:
\(S_n=\dfrac{n(u_1+u_n)}{2}\\\Rightarrow 72=\dfrac{12(u_1+17)}{2}\Rightarrow u_1=-5\)
Từ \(u_n=u_1+(n-1)d\Rightarrow 17=-5+11.d\Rightarrow d=2\)
+) Cho \(u_1=2,d=-5,S_n=-205\)
Ta có: \(S_n=\dfrac{n[2u_1+(n-1)d]}{2}\Rightarrow -205=\dfrac{n[4-5(n-1)]}{2}\\\Rightarrow n(9-5n)=-410\Rightarrow n=10\)
Từ \(u_n=u_1+(n-1)d\Rightarrow u_n=2+9(-5)=-43\)