Последовательности и прогрессии на ДВИ
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дана последовательность действительных чисел, удовлетворяющих при каждом натуральном
равенству
Найдите если известно, что
и
Источники:
Подсказка 1
Давайте просто вычислим несколько первых членов последовательности, может быть, нам удастся увидеть закономерность?
Подсказка 2
Есть подозрение, что нечетные члены последовательности, начиная с третьего, всегда равны предыдущему члену, а следующий четный член в 4 раза больше предыдущего нечетного! Убедитесь в правдивости этой гипотезы и определите, чему равен 2025 член последовательности.
Найдём несколько первых членов последовательности:
Предположим, что — некоторое четное натуральное число и
вычислим
и
Таким образом, наша последовательность имеет вид:
Тогда 2025-ый член последовательности равен соответственно,
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Положительные действительные числа удовлетворяют неравенствам
при всех натуральных таких что
Найдите наименьшее возможное значение выражения
Источники:
Подсказка 1
Можно сразу поделить последнюю дробь числителя на a₇, но что делать потом?
Подсказка 2
Попробуем оценить числитель. Приведите его дроби к одному знаменателю.
Подсказка 3
Как воспользоваться условием для aᵢ + aⱼ?
Подсказка 4
Оценим все aᵢ через a₇. Например, a₁ + a₆ ≥ a₇.
Подсказка 5
Вам также может помочь расширение оценки из условия для трех слагаемых. Выведите его, применив 2 раза исходное.
Подсказка 6
Чтобы подобрать пример, надо думать проще. Сколько у нас слагаемых в числителе?
Подсказка 7
Семь. А если знаменатель будет равен семи?
Так как то верно
Приведём первые шесть слагаемых числителя искомого выражения к общему знаменателю и оценим:
Воспользуемся оценками:
Суммируя, получаем
Тогда для всей суммы получаем:
Значит,
Такой случай реализуется, например, при для
Условие задачи выполняется
Тогда искомое выражение
принимает значение
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дана последовательность действительных чисел, удовлетворяющих при каждом натуральном
равенству
Последовательность определяется соотношениями
и
Найдите
Источники:
Подсказка 1
Давайте поработаем с последовательностью а, можем ли мы выразить aₙ через аₙ₋₁, не используя в записи другие члены последовательности?
Подсказка 2
aₙ = 2аₙ₋₁, то есть каждый последующий член нашей последовательности в два раза больше предыдущего! А как называется такая последовательность? Определите а₁, чтобы записать формулу для n-ого члена последовательности.
Подсказка 3
Имеем геометрическую прогрессию с первым членом, равным единице, и знаменателем, равным двойке! Теперь давайте поработаем со второй последовательностью: можем ли мы выразить bₙ₊₁, не используя других членов наших последовательностей?
Подсказка 4
Воспользовавшись формулой суммы первых n членов геометрической прогрессии, найдём формулу для bₙ₊₁, а дальше остается просто посчитать искомую сумму!
Рассмотрим последовательность
Тогда для любого
Подставим второе равенство в первое:
Пользуясь ранее найденным получаем
Теперь рассмотрим вторую последовательность:
По формуле суммы геометрической прогрессии:
Таким образом,
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Строго возрастающая последовательность натуральных чисел удовлетворяет при каждом натуральном
соотношению
Найдите все возможные значения если известно, что
Источники:
Подсказка 1
Как воспользоваться условием о том, что a₁ = 1?
Подсказка 2
Можно ли с его помощью вычислить несколько первых членов последовательности?
Подсказка 3
Заметим, что так как последовательность строго возрастающая, 1 = a₁ < a₂ < a₃. Попробуйте выразить a₃.
Подсказка 4
Для a₃ можно воспользоваться неравенством из условия. Не забывайте, что члены последовательности — натуральные числа.
Подсказка 5
Попробуйте при помощи метода математической индукции доказать, что последовательность a задает ряд натуральных чисел.
Найдём несколько первых членов последовательности:
Так как все члены последовательности натуральны, в соответствии с полученным неравенством может принимать значения 2 и
3.
Пусть тогда
Но не существует натурального числа, лежащего между 3 и 4, следовательно, такой случай невозможен.
Получается, что в этом случае
Следовательно,
Предположим, что -тый член последовательности равен
а
-ый член последовательности равен
найдём
-ой член
последовательности:
Таким образом, методом математической индукции доказано, что данная нам последовательность — последовательность натуральных
чисел, тогда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Положим для каждого натурального
Найдите
Источники:
Подсказка 1
Значение А₇ нетрудно вычислить, а что делать с B₇?
Подсказка 2
По определению, Bₙ = A₁ + … + A₇. А чему равно Aₖ? Можно ли сгруппировать какие-то слагаемые?
Подсказка 3
Aₖ = 1 + 1/2 + … + 1/k. Сколько раз в Bₙ встретится слагаемое 1/n? А слагаемое 1?
Подсказка 4
Верно, 1 и n раз соответственно! А сколько раз в Bₙ встретится 1/k, где k ≤ n? Тогда для Bₙ можно будет записать вполне понятный ряд (сумму).
Подсказка 5
1/k встретится в Bₙ (n - k + 1) раз, где k ≤ n. Тогда Bₙ = ∑ ((n - k + 1) / k). Приведите этот ряд к более удобному виду.
Подсказка 6
(n - k + 1) / k = (n + 1) / k - k / k = (n + 1) / k - 1 = (n + 1) ⋅ (1/k) - 1.
Подсказка 7
Запишите отношение между Aₙ и Bₙ.
Найдем общее соотношение между и
По определению
Перегруппируем слагаемые в этой сумме. Заметим, что слагаемое входит в каждое
где
Таким образом, слагаемое
в
сумме для
встретится
раз. Тогда мы можем переписать
следующим образом:
Учитывая, что
получаем общее соотношение:
При имеем
Подставим это выражение в искомую дробь:
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дана последовательность действительных чисел, удовлетворяющих при каждом натуральном
равенству
Пусть обозначает сумму первых
членов этой последовательности:
Известно, что
Найдите
наименьшее значение
при котором выполняется неравенство
Источники:
Подсказка 1
Попробуйте вычислить несколько первых членов последовательности.
Подсказка 2
Подумайте, имеет ли полученная последовательность какие-нибудь примечательные свойства?
Подсказка 3
Это геометрическая прогрессия! Попробуйте понять, через какую формулу можно найти ее n-ый член.
Подсказка 4
aₙ = 1 + 10 ⋅ (-1/4)ⁿ⁻¹.
Подсказка 5
Осталось лишь найти по формуле сумму геометрической прогрессии и подобрать n.
Заметим, что искомому рекуррентному соотношению удовлетворяет данная формула для -го члена последовательности:
Покажем это, подставив формулу в соотношение:
По формуле суммы геометрической прогрессии найдем сумму:
Теперь рассмотрим выражение
Найдем наименьшее для которого выполняется неравенство:
Проверим степени четверки:
Неравенство
впервые выполняется при
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Натуральные числа образуют строго возрастающую арифметическую прогрессию. Найдите все возможные значения
если
известно, что
нечётно,
и сумма
равна 2024.
Источники:
Подсказка 1
Нам дана арифметическая прогрессия и ее сумма, быть может, тогда сразу записать условие с помощью переменных? Какое уравнение получится?
Подсказка 2
n(2a + (n-1)d)/2 = 2024. Итак, условие на сумму записано. Какое условие мы еще не использовали? Что можно сделать с этим уравнением?
Подсказка 3
Домножим обе части уравнения на 2 и используем условие на нечётность n!
Подсказка 4
n(2a + (n-1)d) = 4048. Каким может быть n, если он нечётный? Что можно сказать про связь 4048 и n?
Подсказка 5
n должно быть нечётным и делить 4048! Осталось лишь разобрать случаи нечётных делителей 4048 ;)
Пусть — разность прогрессии. Переобозначим
Так как прогрессия состоит из натуральных чисел и строго возрастает, то
и
— натуральные числа. По формуле суммы арифметическое прогрессии имеем
Умножим это равенство на тогда получится следующее уравнение в целых числах
Заметим, что Из уравнения следует, что
Кроме того, по условию
— нечетное число, поэтому
может
быть равно
или
Рассмотрим эти три случая:
- 1.
-
Тогда получится уравнение
то есть
Но
поэтому
и такое равенство невозможно.
- 2.
-
Тогда получится уравнение
что равносильно
Тогда
При
получим
следовательно, подходящая арифметическая прогрессия существует.
- 3.
-
Тогда получится уравнение
что равносильно
Тогда
При
получим
следовательно, подходящая арифметическая прогрессия существует.
Таким образом, или
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Числа образуют арифметическую прогрессию. Найти её разность, если известно, что
и
Источники:
Подсказка 1
Нам дана арифметическая прогрессия, так что обозначим ее разность за d. Как можно записать уравнение на сумму из условия через d и один из членов прогрессии?
Подсказка 2
2a₁+ 19d = 21. Теперь подумаем, а как удобнее всего воспользоваться суммой квадратов членов. Интересно, что член с чётным индексом — это соответствующий член с нечетным индексам, увеличенный на d.
Подсказка 3
Отнимите от второго уравнения первое и рассмотрите разность соответствующих квадратов!
Обозначим разность прогрессии за Тогда по условию
Выразим теперь разность сумм квадратов членов с чётными и нечётными индексами.
Складывая все 10 этих выражений, получаем
Отсюда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Возрастающая геометрическая прогрессия удовлетворяет условиям
,
. Найдите сумму первых семи
членов этой прогрессии.
Источники:
Подсказка 1
Пусть q — знаменатель прогрессии. Выразите а₃ и а₇ через а₁ и q, а затем запишите через а₁ и q данные в условии уравнения.
Подсказка 2
Второе уравнение можно аккуратно разложить на множители, не возникает ли при этом явного сходства каких-то множителей с первым уравнением? Подставьте эти множители во второе уравнение!
Подсказка 3
Если всё сделано верно, то у вас получится биквадратное уравнение относительно q, решите его! Все ли полученные решения удовлетворяют условию о возрастании прогрессии?
Подсказка 4
Теперь, когда установлены а₁ и q, мы можем записать сумму!
Обозначим через знаменатель прогрессии. Тогда по условию
Второе уравнение равносильно
Учитывая первое уравнение, получаем то есть
откуда Стало быть,
ибо
противоречит возрастанию прогрессии.
Подставляя в любое из двух уравнений, получаем
Стало быть,
для любого
то есть искомая сумма
равна
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Последовательность получается из последовательности натуральных чисел вычёркиванием всех полных квадратов (то есть
,
,
,
,
,
,
и т.д.). Найдите
.
Источники:
Подсказка 1
Давайте рассмотрим число n, которое находится между двумя полными квадратами – m² и (m+1)². Подумайте, какой у него будет порядковый номер в последовательности?
Подсказка 2
Если бы это была последовательность натуральных чисел, то номер был бы равен n, но мы вычеркнули уже m чисел, так что порядковый номер равен n - m! Тогда нам просто нужно подобрать такие m и n, чтобы выполнялось 2023 = n - m и m² < n < (m+1)²
Для каждых натуральных чисел таких что
справедливо . Стало быть, для каждого
удовлетворяющего условию
справедливо Поскольку
при
получаем
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Сумма первых пятнадцати членов арифметической прогрессии в два раза больше суммы первых десяти членов. Найдите первый член этой прогрессии, если известно, что пятый её член равен 7.
Источники:
Подсказка 1
Пусть а — первый член прогрессии, d — её знаменатель. Вспомните формулу n-ного члена прогрессии и суммы первых n членов, запишите уравнением условие о соотношении сумм.
Подсказка 2
Из полученного линейного уравнения можно сделать вывод о соотношении а и d.
Подсказка 3
Запишите формулой 5-й член прогрессии и подставьте в неё ранее найденное отношение. Задача убита!
Пусть данная прогрессия имеет вид . Из условия получаем
Тогда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дана геометрическая прогрессия. Её четвёртый член равен 5, а член с номером 54 равен 160 . Найдите член этой прогрессии с номером 64 .
Источники:
Подсказка 1
Давайте введем переменную для первого члена прогрессии и для частного двух соседних членов. Составьте с ними уравнения согласно условиям задачи и выражение для нахождения. Что теперь необходимо найти, чтобы определить ответ на вопрос?
Подсказка 2
Конечно, достаточно найти каждую из переменных (и это вполне реально сделать!). Но можно действовать и чуть хитрее: нам известны 2 члена прогрессии, а нужно найти 3ий, который на известном “расстоянии” от них. Тогда достаточно найти частное соседних членов в нужной степени и домножить на него известное число!
Пусть – знаменатель прогрессии,
– первый член, тогда
. По условию
откуда
Тогда
320
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Числа образуют арифметическую прогрессию. Известно, что сумма первых десяти членов этой прогрессии равна 9, а
сумма последних десяти членов равна 11. Найдите сумму
.
Источники:
Подсказка 1
Давайте введем переменную для первого члена прогрессии и для разности двух соседних членов. Составьте с ними уравнения согласно условиям задачи и выражение для нахождения. Что теперь необходимо найти, чтобы определить ответ на вопрос?
Подсказка 2
Конечно, достаточно найти каждую из переменных (и это вполне реально сделать!). Но можно действовать и чуть хитрее: посмотрите, на сколько отличаются сумма, которую найти нужно и известные суммы. Тогда достаточно найти чему равно соответствующее выражение и прибавить его значение к известной сумме (или вычесть из известной) и задачка будет убита!
Пусть – разность прогрессии,
– первый член, тогда
. Из условия получаем
Откуда
а значит,
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Сумма положительной бесконечно убывающей геометрической прогрессии в раза больше её второго члена. Во сколько раз второй член
меньше первого?
Источники:
Подсказка 1
Давайте обозначим первый член прогрессии за b. Тогда наше условие переписывается так: b/(1− q) = 4bq. Теперь вспомним, что прогрессия непостоянна, (то есть не убывает), как это можно использовать теперь?
Подсказка 2
Верно, делим на b! И домножаем на 1-q для удобства. Попробуйте разложить получившееся уравнение на множители.
Пусть и
— первый член и знаменатель прогрессии соответственно, тогда по условию имеем:
Так как то на
можно поделить:
Таким образом, то есть второй член в
раза меньше первого.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Какое наибольшее число членов может содержать конечная арифметическая прогрессия с разностью при условии, что квадрат ее первого
члена в сумме с остальными членами не превосходит
Подсказка 1
Задача с арифметической прогрессией, поэтому сразу обозначим её первый член за a₁. Чему тогда равна сумма первых n членов прогрессии?
Подсказка 2
Сумма первых n членов равна (a₁ + 2(n-1))n. Отлично, как тогда записывается условие задачи?
Подсказка 3
По сути, мы решаем квадратное неравенство a₁² + (a₁ + 2(n-1))n - a₁ ≤ 100. Если прогрессия существует, то мы найдем a₁. При каких условиях это произойдёт?
Подсказка 4
Запишем условие на дискриминант квадратного неравенства!
Пусть — первый член арифметической прогрессии, разность
— количество членов прогрессии,
— сумма прогрессии. Тогда
выразим
В соответствии с условием, сумма первого члена в квадрате и остальных членов (без первого) не превосходит 100, то есть:
Если у данного уравнения существуют решения, то такая прогрессия (с найденным ) существует. Решения существуют, если
дискриминант данного выражения неотрицательный, то есть:
Из неравенства следует поэтому
уже возможно, например, при
тогда сумма из условия как раз в точности равна
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дана возрастающая геометрическая прогрессия состоящая из
положительных чисел. Известно, что сумма первого и третьего членов этой
прогрессии равна второму члену, умноженному на 10/3. Найдите отношение
к
Подсказка 1
Давайте введём стандартные обозначения. Пусть q — знаменатель прогрессии, Sₙ — сумма первых n членов. Тогда как можно переписать искомое отношение через b₁ и q?
Подсказка 2
(S₁₀ - S₅) / S₅ = q⁵. Теперь нужно найти q. Как это можно сделать?
Подсказка 3
Составим уравнение: b₁ + b₃ = (10b₂) / 3. Перепишем его через b₁ и q и найдём q.
Подсказка 4
Мы получили квадратное уравнение на q. Подумайте, почему один из корней не подходит?
Пусть — знаменатель,
— сумма
первых членов указанной прогрессии.
Так как прогрессия состоит из положительных членов и возрастает, то
Выразим указанные в условии суммы через
и
Искомое отношение равно
Также из условия задачи следует, что
или
Разделим полученное уравнение на умножим на 3. В результате
получим
или
Полученное уравнение имеет корни и
Условию
удовлетворяет только первый корень, следовательно
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дана арифметическая прогрессия. Ее двадцатый член равен 1, а член с номером 2000 равен 199. Найдите член этой прогрессии с номером 2020.
По условию
Определим разность прогрессии
Имеем:
Тогда
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Сумма первых десяти членов арифметической прогессии равна 30. Четвертый, седьмой и пятый члены этой прогрессии, взятые в указанном порядке, представляют собой три последовательных члена геометрической прогрессии. Найдите разность арифметической прогрессии.
Подсказка 1
Пусть a — это первый член нашей исходной прогрессии, а d — разность. Какое уравнение можно записать на них? А как применить условие на геометрическую прогрессию?
Пусть и
— первый член и разность арифметической прогрессии. По формуле
суммы десяти членов этой прогрессии имеем
В геометрической прогрессии квадрат среднего члена равен произведению крайних:
Полученные уравнения образуют систему:
|
|
|
Из второго уравнения получаем или
Подставляя значение
из первого уравнения во второе, находим, что:
откуда
или