Тема . Последовательности и прогрессии

Рекуррентные соотношения

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела последовательности и прогрессии
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#35325

a) Докажите, что если xn+1 = axn + b,  то xn = can + d.  (при условии a ⁄= 1  )

b) Найдите явную формулу n− ого члена последовательности, заданной соотношениями xn+1 = 3xn − 1,  x1 = 1.

Показать ответ и решение

a) Давайте попробуем доказать это по индукции.
1. База. При n = 1  имеем: x1 = ax0 + b = ca + d,  где в качестве c берётся x0,  а в качестве d  берётся b.

2. Шаг индукции. Итак, пусть при всех k  от 1  до n  мы уже доказали формулу, что x  = cak + d.
 k
Докажем её для n + 1  :

     по определению xn+1       по предполож ению индукции     n            n+1
xn+1         =        axn + b          =            a(ca + d) + b = ca   + ad + b.

Однако мы бы хотели, чтобы наше x
 n+1   имело вид x    =  can+1 + d.
  n+1
Таким образом, у нас с одной стороны свободный член получился равным ad + b,  а с другой стороны он должен быть просто d.
Из этого условия и находим d  : ad + b = d,  значит, b = d(1− a),  откуда      b
d = 1−a.  Вот здесь-то нам и пригодилось условие, что a ⁄= 1.

b) Независимо от предыдущего пункта попробуем угадать формулу, посчитав первые несколько членов:

x1 = 1; x2 = 3⋅x1− 1 = 3⋅1− 1 = 2; x3 = 3x2 − 1 = 3(3− 1 )− 1; x4 = 3(3(3− 1)− 1)− 1; x5 = 3(3(3(3− 1)− 1)− 1)− 1.

И вот, например, для x5   если преобразовать выражение, то становится видно, что:

         2                      3   2                4   3    2
x5 = 3(3(3 − 3− 1) − 1)− 1 = 3(3 − 3  − 3− 1) − 1 = 3 − 3 −  3 − 3 − 1.

Таким образом, очевидно (но лучше доказать по индукции), что для xn  формула имеет вид:

xn = 3n −1 − 3n− 2 − 3n−3 − ...− 31 − 1 = 3n−1 − (3n−2 + 3n− 3 + ...+ 31 + 1)

В скобках у нас появляется формула суммы геометрической прогрессии с первым членом 3n−2   и знаменателем 13 :

 n−2    n−3        1       3n−2(1−  (13)n− 1)   3n−1(1− (13)n−1)
3    + 3   + ...+ 3  + 1 = -------2--------=  -------2-------.
                                  3

В итоге имеем

              1− (1)n−1         1 + (1)n−1    3n−1 + 1
xn = 3n−1(1−  ----3-----) = 3n−1(----3----) = --------
                  2                  2           2
Ответ:

 3n−1+-1
   2

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!