Tải bản đầy đủ

DÃY số cấp số CỘNG – cấp số NHÂN (lý thuyết + bài tập vận dụng) file word

CẤP SỐ CỘNG – CẤP SỐ NHÂN
1. Cấp số cộng
 u1 = a
, n∈ N * gọi là cấp
1.1. Định nghĩa: Dãy số (un) được xác định bởi 
u
=
u
+
d
n
 n+1
số cộng; d gọi là công sai.
2.1. Các tính chất:
• Số hạng thứ n được cho bởi công thức: un = u1 + (n − 1)d .
• Ba số hạng uk ,uk+1 ,uk+ 2 là ba số hạng liên tiếp của cấp số cộng khi và chỉ khi
1
uk+1 = ( uk + uk+ 2 ) .
2
• Tổng n số hạng đầu tiên Sn được xác định bởi công thức :
n

n
Sn = u1 + u2 + ... + un = ( u1 + un ) =  2u1 + ( n − 1) d .
2
2
2. Cấp số nhân
 u1 = a
, n∈ N * gọi là cấp
1.2. Định nghĩa: Dãy số (un) được xác định bởi 
un+1 = un .q
q
số cộng; gọi là công bội.
2.2. Các tính chất:
• Số hạng thứ n được cho bởi công thức: un = u1qn−1 .
• Ba số hạng uk ,uk+1 ,uk+ 2 là ba số hạng liên tiếp của cấp số cộng khi và chỉ khi
uk2+1 = uk.uk+ 2 .
• Tổng n số hạng đầu tiên Sn được xác định bởi công thức :
Sn = u1 + u2 + ... + un = u1

qn − 1
.
q− 1

Vấn đề 1. Xác định cấp số và xác yếu tố của cấp số
Phương pháp:
• Dãy số (un ) là một cấp số cộng ⇔ un+1 − un = d không phụ thuộc vào n và d
là công sai.
u
• Dãy số (un ) là một cấp số nhân ⇔ n+1 = q không phụ thuộc vào n và q là
un
công bội.
• Ba số a, b, c theo thứ tự đó lập thành cấp số cộng ⇔ a+ c = 2b.
• Ba số a, b, c theo thứ tự đó lập thành cấp số nhân ⇔ ac = b2 .
• Để xác định một cấp số cộng, ta cần xác định số hạng đầu và công sai. Do
đó, ta thường biểu diễn giả thiết của bài toán qua u1 và d .
• Để xác định một cấp số nhân, ta cần xác định số hạng đầu và công bội. Do
đó, ta thường biểu diễn giả thiết của bài toán qua u1 và q.
Các ví dụ
http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất



Ví dụ 1. Tìm bốn số hạng liên tiếp của một cấp số cộng biết tổng của chúng
bằng 20 và tổng các bình phương của chúng bằng 120.
A. 1,5,6,8
B. 2,4,6,8
C. 1,4,6,9
D. 1,4,7,8
Lời giải:
Giả sử bốn số hạng đó là a− 3x; a− x; a+ x; a+ 3x với công sai là d = 2x .Khi đó, ta
có:
 ( a− 3x) + ( a− x) + ( a+ x) + ( a+ 3x) = 20

2
2
2
2
( a− 3x) + ( a− x) + ( a+ x) + ( a+ 3x) = 120

4a = 20
 a= 5
⇔ 2
⇔
2
4a + 20x = 120  x = ±1
Vậy bốn số cần tìm là 2,4,6,8 .
Chú ý:
* Cách gọi các số hạng của cấp số cộng như trên giúp ta giải quyết bài toán
gọn hơn.
* Nếu số hạng cấp số cộng là lẻ thì gọi công sai d = x , là chẵn thì gọi công sai
d = 2x rồi viết các số hạng cấp số dưới dạng đối xứng.
 a1 + a2 + ... + an = p
* Nếu cấp số cộng (an ) thỏa:  2 2
2
2 thì:
 a1 + a2 + ... + an = s

(

)

12 ns2 − p2
n( n − 1) 
1
a1 =  p −
.d và d = ±
.
n 
2
n2 n2 − 1


(

u2 − u3 + u5 = 10
Ví dụ 2. Cho CSC (un ) thỏa : 
 u4 + u6 = 26
1. Xác định công sai và;
A. d = 2
B. d = 4
C. d = 3
2. công thức tổng quát của cấp số
A. un = 3n − 2
B. un = 3n − 4
C. un = 3n − 3
2. Tính S = u1 + u4 + u7 + ... + u2011 .
A. S = 673015
B. S = 6734134
Gọi d là công sai của CSC, ta có:

C. S = 673044

)

D. d = 5
D. un = 3n − 1
D. S = 141

Lời giải:

(u1 + d) − (u1 + 2d) + (u1 + 4d) = 10 u1 + 3d = 10 u1 = 1
⇔
⇔

(u1 + 3d) + (u1 + 5d) = 26
u1 + 4d = 13 d = 3
1. Ta có công sai d= 3 và số hạng tổng quát : un = u1 + (n − 1)d = 3n − 2 .
2. Ta có các số hạng u1 ,u4 ,u7 ,...,u2011 lập thành một CSC gồm 670 số hạng với
670
công sai d' = 3d , nên ta có: S =
( 2u1 + 669d') = 673015
2

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


u5 + 3u3 − u2 = −21
Ví dụ 3. Cho cấp số cộng (un ) thỏa: 
.
 3u7 − 2u4 = −34
1. Tính số hạng thứ 100 của cấp số ;
A. u100 = −243
B. u100 = −295
C. u100 = −231

D. u100 = −294

2. Tính tổng 15 số hạng đầu của cấp số ;
A. S15 = −244
B. S15 = −274
C. S15 = −253

D. S15 = −285

3. Tính S = u4 + u5 + ... + u30 .
A. S = −1286
B. S = −1276

D. S = −1222

C. S = −1242

Lời giải:
u1 + 4d + 3(u1 + 2d) − (u1 + d) = −21
Từ giả thiết bài toán, ta có: 
 3(u1 + 6d) − 2(u1 + 3d) = −34
u + 3d = −7
u = 2
⇔ 1
⇔ 1
.
u1 + 12d = −34 d = −3
1. Số hạng thứ 100 của cấp số: u100 = u1 + 99d = −295
2. Tổng của 15 số hạng đầu: S15 =

15
 2u + 14d = −285
2 1

27
 2u + 26d
2 4
= 27( u1 + 16d) = −1242 .
Chú ý: Ta có thể tính S theo cách sau:
3. Ta có: S = u4 + u5 + ... + u30 =

S = S30 − S3 = 15( 2u1 + 29d) −

3
( 2u + 2d) = −1242 .
2 1

u2 − u3 + u5 = 10
Ví dụ 4. Cho cấp số cộng (un) thỏa mãn 
 u4 + u6 = 26
1. Xác định công sai?
A.d=3
B. d=5
C. d=6

D. d=4

2. Tính tổng S = u5 + u7 +…+ u2011
A. S = 3028123
B. S = 3021233

D. S = 3028332

C. S = 3028057

Lời giải:
u1 + d − (u1 + 2d) + u1 + 4d = 10 u1 + 3d = 10
⇔
1. Ta có: 
u1 + 3d + u1 + 5d = 26
u1 + 4d = 13
⇔ u1 = 1,d = 3; u5 = u1 + 4d = 1+ 12 = 13

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


2. Ta có u5 ,u7 ,...,u2011 lập thành CSC với công sai d = 6 và có 1003 số hạng nên
1003
S=
( 2u5 + 1002.6) = 3028057 .
2
Ví dụ 5. Cho một cấp số cộng (un ) có u1 = 1 và tổng 100 số hạng đầu bằng
1
1
1
+
+ ... +
24850. Tính S =
u49u50
u1u2 u2u3
A. S =

9
246

B. S =

4
23

C. S = 123

D. S =

49
246

Lời giải:
d
Gọi là công sai của cấp số đã cho
497 − 2u1
Ta có: S100 = 50( 2u1 + 99d) = 24850 ⇒ d =
=5
99
5
5
5
⇒ 5S =
+
+ ... +
u1u2 u2u3
u49u50
=
=
=
⇒S=

u2 − u1 u3 − u2
u −u
+
+ ... + 50 49
u1u2
u2u3
u49u50

1 1 1 1
1
1
1
1
− + − + ... +

+

u1 u2 u2 u3
u48 u49 u49 u50

1 1
1
1
245

= −
=
u1 u50 u1 u1 + 49d 246

49
.
246

Ví dụ 6. Cho cấp số nhân (un) có các số hạng khác không, tìm u1 biết:
 u1 + u2 + u3 + u4 = 15
1.  2 2 2 2
u1 + u2 + u3 + u4 = 85
A. u1 = 1,u1 = 2

B. u1 = 1,u1 = 8

u1 + u2 + u3 + u4 + u5 = 11

2. 
82
u1 + u5 =

11
1
81
1
81
A. u1 = ,u1 =
B. u1 = ,u1 =
11
11
12
12

C. u1 = 1,u1 = 5

C. u1 =

D. u1 = 1,u1 = 9

1
81
2
81
,u1 =
D. u1 = ,u1 =
13
13
11
11

Lời giải:

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


 q4 − 1
= 15
u1
u1(1+ q+ q2 + q3 ) = 15
 q− 1
⇔
1. Ta có:  2
2
4
6
8
u1 1+ q + q + q = 85 u2 q − 1 = 85
 1 q2 − 1

2
q = 2
 q4 − 1  q2 − 1 45 (q4 − 1)(q+ 1) 45 
⇒

=

÷ 8
÷=
q = 1
(q− 1)(q4 + 1) 17
 q− 1   q − 1 17

2
Từ đó ta tìm được u1 = 1,u1 = 8 .

(

)

u1 1+ q+ q2 + q3 + q4 = 11 u q(1+ q+ q2 ) = 39

 1
11

2. Ta có: 

82
4
u1(1+ q ) =
u (1+ q4 ) = 82

11
 1
11

(



)

q4 + 1
82
1
=
⇔ q = 3,q = .
3
2
3
q + q + q 39


2
u4 =
Ví dụ 7. Cho cấp số nhân (un ) thỏa: 
27 .
u3 = 243u8
1. Viết năm số hạng đầu của cấp số;
2
2
2
2
2
2
2
2
,u5 =
,u5 =
A. u1 = 2,u2 = ,u3 = ; u4 =
B. u1 = 1,u2 = ,u3 = ;u4 =
5
9
27
81
3
9
27
81
2
2
2
2
2
2
2
2
,u5 =
,u5 =
C. u1 = 2,u2 = ,u3 = ;u4 =
D. u1 = 2,u2 = ,u3 = ; u4 =
3
9
27
64
3
9
27
81
2. Tính tổng 10 số hạng đầu của cấp số;
59048
59123148
1359048
A. S10 =
B. S10 =
C. S10 =
12383
19683
3319683
3. Số

2
là số hạng thứ bao nhiêu của cấp số ?
6561
A.41
B.12
C.9

D. S10 =

D.3

Lời giải:
Gọi q là công bội của cấp số. Theo giả thiết ta có:
 3 2
 3 2

1
uq =
u1q =
 1
q =
27
⇔
⇔
27
3

u q2 = 243.u q7
q5 = 1
u = 2
 1
 1
1

243

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất

59048
19683


1. Năm số hạng đầu của cấp số là: u1 = 2,u2 =
2. Tổng 10 số hạng đầu của cấp số

2
2
2
2
,u3 = ; u4 =
,u5 = .
3
9
27
81

10

 1
 3÷ − 1
10
  1 10  59048
q −1


.
S10 = u1
= 2.
= 31−  ÷  =
1
q− 1
3   19683




−1
3
2
2
⇔ 3n−1 = 6561 = 38 ⇒ n = 9
3. Ta có: un = n−1 ⇒ un =
6561
3
2
Vậy
là số hạng thứ 9 của cấp số.
6561
CÁC BÀI TOÁN LUYỆN TẬP
Bài 1 Dãy số (un ) có phải là cấp số cộng không ? Nếu phải hãy xác định số
công sai ? Biết:
1. un = 2n + 3
A. d= −2
B. d= 3
C. d= 5
D. d= 2
2. un = −3n + 1
A. d= −2
B. d= 3
C. d= −3
D. d= 1
3. un = n2 + 1
A. d= ∅
4. un =

B. d= 3

C. d= −3

D. d= 1

1
2

C. d = −3

D. d = 1

2
n
A. d = ∅

B. d=

Lời giải:
1. Ta có: un+1 − un = 2(n + 1) + 3− (2n + 3) = 2 là hằng số
Suy ra dãy (un ) là cấp số cộng với công sai d = 2 .
2. Ta có: un+1 − un = −3(n + 1) + 1− (−3n + 1) = −3 là hằng số
Suy ra dãy (un ) là cấp số cộng với công sai d = −3.
3. Ta có: un+1 − un = (n + 1)2 + 1− (n2 + 1) = 2n + 1 phụ thuộc vào n . Suy ra dãy (un )
không phải là cấp số cộng.
2
2
−2
− =
4. Ta có: un+1 − un =
phụ thuộc vào n
n + 1 n n(n + 1)
Vậy dãy (un ) không phải là cấp số cộng.

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


Bài 2 . Dãy số (un ) có phải là cấp số nhân không ? Nếu phải hãy xác định số
công bội ? Biết:
1. un = 2n
A. q= 3
B. q= 2
C. q= 4
D. q= ∅
2. un = 4.3n
A. q= 3
3. un =

B. q= 2

C. q= 4

D. q= ∅

1
2

C. q= 4

D. q= ∅

2
.
n
A. q= 3

B. q=

Lời giải:
1. Ta có:

un+1 n + 1
=
phụ thuộc vào n suy ra dãy (un ) không phải là cấp số
un
n

nhân.
un+1 4.3n+1
=
= 3 không phụ thuộc vào n suy ra dãy (un ) là một cấp số
2. Ta có:
un
4.3n
nhân với công bội q= 3.
3. Ta có:

un+1
2 2
n
=
: =
phụ thuộc vào n .
un
n+ 1 n n+ 1

Suy ra dãy (un ) không phải là cấp số nhân.
Bài 3. Xét xem các dãy số sau có phải là cấp số cộng hay không? Nếu phải
hãy xác định công sai.
1. un = 3n + 1
A. d = ∅
B. d = 3
C. d = −3
D. d = 1
2. un = 4− 5n
A. d= ∅
3. un =

4. un =

B. d= 3

C. d= −5

D. d= 1

2n + 3
5
A. d= ∅

B. d=

2
5

C. d= −3

D. d= 1

n+ 1
n
A. d = ∅

B. d = 3

C. d = −3

D. d = 1

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


n
2n
A. d= ∅

B. d= 3

C. d= −3

D. d= 1

6. un = n2 + 1
A. d = ∅

B. d = 3

C. d = −3

D. d = 1

5. un =

Lời giải:
1. Ta có: un+1 − un = 3(n + 1) + 1− 3n − 1 = 3
Dãy (un ) là CSC có công sai d = 3 .
2. Ta có: un+1 − un = −5
Dãy (un ) là CSC có công sai d = −5
2
2
3. Ta có: un+1 − un = . Dãy (un ) là CSC có công sai d=
5
5
1
⇒ (un ) không là CSC
4. Ta có: un+1 − un = −
n(n + 1)
5. Tương tự ý 4 dãy (un ) không là CSC
6. Tương tự ý 4 dãy (un ) không là CSC.
Bài 4 Xét xem các dãy số sau có phải là cấp số nhân hay không? Nếu phải
hãy xác định công bội.
1. un = 2n
A. q= 3
B. q= 2
C. q= 4
D. q= ∅

3n−1
5
A. q= 3

B. q= 2

C. q= 4

D. q= ∅

3. un = 3n − 1
A. q= 3

B. q= 2

C. q= 4

D. q= ∅

2n − 1
4. un =
3
A. q= 3

B. q= 2

C. q= 4

D. q= ∅

2. un = −

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


5. un = n3 .
A. q= 3

B. q= 2

C. q= 4

D. q= ∅

Lời giải:
1. Ta có:

un+1
= 2 ⇒ (un ) là CSN với công bội q= 2
un

2. Ta có:

un+1
= 3 ⇒ (un ) là CSN với công bội q= 3
un

3. Ta có:

un+1 3n + 2
=
⇒ (un ) không phải là CSN
un
3n − 1

un+1 2n+1 − 1
= n
⇒ (un ) không phải là CSN
4. Ta có:
un
2 −1
un+1 (n + 1)3
=
⇒ (un ) không phải là CSN .
5. Ta có:
un
n3
Bài 5.
1. Tam giác ABC có ba góc A , B,C theo thứ tự đó lập thành cấp số cộng và
C = 5A . Xác định số đo các góc A , B,C .
 A = 100
 A = 150
 A = 50
 A = 200




0
0
0
0
A.  B = 120
B.  B = 105
C.  B = 60
D.  B = 60
C = 500
C = 600
C = 250
C = 1000




2. Cho tam giác ABC biết ba góc tam giác lập thành cấp số cộng và
3+ 3
tính các góc của tam giác
2
A. 300 ,600 ,900
B. 200 ,600 ,1000
C. 100 ,500 ,1200

sin A + sin B + sin C =

D. 400 ,600 ,800

Lời giải:
1. Từ giả thiết bài toán ta có hệ phương trình :
 A = 200
 A + B + C = 1800
C = 5A



⇔  B = 3A
⇔  B = 600 .
 A + C = 2B
C = 5A
9A = 1800
C = 1000



2. Ba góc của tam giác: 300 ,600 ,900

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


n

Bài 6. Cho dãy số (un ) với u = 32+1
n
1. Tìm công bội của dãy số (un).
3
A. q=
B. q= 3
2
2. Tính tổng S = u2 + u4 + u6 +…+ u20
9
9
A. S = (320 + 1) B. S = (320 − 1)
2
2

C. q=

1
2

9
C. S = (310 − 1)
2

3. Số 19683 là số hạng thứ mấy của dãy số.
A.15
B.16
C.19

D. q= 3

7
D. S = (310 − 1)
2

D.17

Lời giải:
n+1
+1
2

un+1 3
= n = 3 ,∀n∈ N * ⇒ Dãy số là cấp số nhân với u1 = 3 3; q = 3 .
+1
un
32
2. Ta có u2 ;u4 ;u6 ;… ;u20 lập thành cấp số nhân số hạng đầu u2 = 9; q = 3 và có 10
số hạng nên
1− 310
310 − 1 9 10
S = u2.
= 9.
= (3 − 1)
1− 3
2
2
n
+1
n
3. Ta có : un = 19683 ⇔ 32 = 39 ⇔ + 1= 9 ⇔ n = 16
2
Vậy số 19683 là số hạng thứ 16 của cấp số.
1. Ta có:

Bài 7.
1. Cho cấp số nhân có 7 số hạng, số hạng thứ tư bằng 6 và số hạng thứ 7
gấp 243 lần số hạng thứ hai. Hãy tìm số hạng còn lại của CSN đó.
2
2
A. u1 = ;u2 = ;u3 = 2;u5 = 18;u6 = 54;u7 = 162
9
5
2
2
B. u1 = ;u2 = ;u3 = 2;u5 = 18;u6 = 54;u7 = 162
7
3
2
2
C. u1 = ;u2 = ;u3 = 2;u5 = 21;u6 = 54;u7 = 162
9
3
2
2
D. u1 = ;u2 = ;u3 = 2;u5 = 18;u6 = 54;u7 = 162
9
3
2. Tìm ba số hạng liên tiếp của một cấp số cộng biết tổng của chúng bằng
−9 và tổng các bình phương của chúng bằng 29.
A. 1;2;3
B. −4; −3; −2
C. −2; −1;0
D. −3; −2; −1

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


3. Cho bốn số nguyên dương, trong đó ba số đầu lập thành một cấp số cộng,
ba số sau lập thành cấp số nhân. Biết tổng số hạng đầu và cuối là 37, tổng
hai số hạng giữa là 36, tìm bốn số đó.
A. b = 15,c = 20,d = 25, a = 12
B. b = 16, c = 20,d = 25, a = 12
C. b = 15,c = 25,d = 25, a = 12
D. b = 16, c = 20,d = 25, a = 18
Lời giải:
1. Gọi CSN đó là (un), n = 1,7 . Theo đề bài ta có :

2
3
 u4 = 6
 u1.q = 6
u1 =
⇔
⇔
9

6
u7 = 243u2
u1.q = 243u1.q  q = 3

Do đó các số hạng còn lại của cấp số nhân là
2
2
u1 = ;u2 = ;u3 = 2;u5 = 18;u6 = 54;u7 = 162
9
3
2. Gọi ba số hạng của CSC là a− 2x; a; a+ 2x với d = 2x
 a = −3
 a− 2x + a+ a+ 2x = −9

⇔
Ta có: 
1.
2
2
2
(a− 2x) + a + (a+ 2x) = 29  x = ±

2
 a+ d = 37  a = 37 − d


c + b = 36 c = 36− b
⇔
3. Gọi bốn số đó là a, b,c,d ta có hệ : 
a
+
c
=
2
b

d = 73− 3b
bd = c2
b(73− 3b) = (36 − b)2


⇔ b = 16,c = 20, d = 25, a = 12 .
Bài 8.
u7 − u3 = 8
1. Cho cấp số cộng (un) thỏa mãn 
. Tìm u1 ,d ?
 u2.u7 = 75
d = 2
A. 
u1 = 2,u1 = −17
d = 2

u1 = −3,u1 = −17

d = 2
B. 
u1 = 3,u1 = −7

C.

d = 2
D. 
u1 = 3,u1 = −17

u31 + u34 = 11
2. Cho cấp số cộng (un) có công sai d> 0 ;  2
. Hãy tìm số hạng tổng
2
u31 + u34 = 101
quát của cấp số cộng đó.
A. un = 3n − 9
B. un = 3n − 2
C. un = 3n − 92
D. un = 3n − 66

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


3. Gọi S1;S2 ;S3 là tổng n1; n2 ; n3 số hạng đầu của một cấp số cộng. Chứng minh
rằng:

S1
S
S
n2 − n3 ) + 2 ( n3 − n1 ) + 3 ( n1 − n2 ) = 0
(
n1
n2
n3

Lời giải:
u1 + 6d − u1 − 2d = 8
d = 2
⇔
1. Ta có: 
(u1 + d)(u1 + 6d) = 75 u1 = 3,u1 = −17
 2u1 + 63d = 11
u = −89
⇔ 1
2. Ta có: 
2
2
(u1 + 30d) + (u1 + 33d) = 101 d = 3
Vậy un = 3(n − 1) − 89 = 3n − 92.
n1
( 2u1 + (n1 − 1)d)
2
n
n
S2 = 2 ( 2u2 + (n2 − 1)d) ; S3 = 3 ( 2u3 + (n3 − 1)d)
2
2
Ta có điều phải chứng minh.
3. Thay công thức S1 =

u1 + u2 + u3 + u4 + u5 = 11

Bài 9. Cho CSN (un ) thỏa: 
82
u1 + u5 =

11
1. Tìm công bội và số hạng tổng quát của cấp số
1
81 1
3n−1
A. q = 3;un =
B. q = ;un = . n−1
3
11 3
11
D. Cả A, B sai

C.Cả A, B đúng

2. Tính tổng S2011
1
243 
1 
1− 2011 ÷
A. q = ;S2011 =

3
22  3 
C.Cả A, B đúng

1 2011
3 −1
22
D. Cả A, B sai
B. q = 3;S2011 =

1 
3. Trên khoảng  ;1÷ có bao nhiêu số hạng của cấp số.
2 
A.1
B.2
C.3

(

)

D. 4

Lời giải:
1. Gọi q là công bội của cấp số. Khi đó ta có:

39 
39
2
3
u2 + u3 + u4 = 11 u1 q+ q + q = 11
⇔

u + u = 82
u 1+ q4 = 82
1
5

11
 1
11

(
(

)

)

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


q4 + 1
82
=
⇔ 39q4 − 82q3 − 82q2 − 82q+ 39 = 0
3
2
q + q + q 39

Suy ra:

⇔ (3q− 1)(q− 3)(13q2 + 16q+ 13) = 0 ⇔ q =

1
,q = 3
3

1
81
81 1
⇒ u1 =
⇒ un = . n−1
3
11
11 3
1
3n−1
• q = 3 ⇒ u1 = ⇒ un =
.
11
11
q2011 − 1
2. Ta có: S2011 = u1
q− 1
• q=

1
243 
1 
⇒ S2011 =
1− 2011 ÷

3
22  3 
1 2011
• q = 3 ⇒ S2011 =
3 −1
22
3n−1  1 
∈ ;1 ⇔ n = 3 nên có một số hạng của dãy
3. Với q= 3 ta có: un =
11  2 ÷

• q=

(

Với q=

)

1
1 
1
∈  ;1÷ ⇔ n = 3 nên có một số hạng của dãy.
ta có: un =
n− 5
11.3
3
2 

Bài 10.
1
, n = 1,2,3... . Chứng minh rằng luôn tồn tại một CSC
n
gồm 2011 số hạng mà mỗi số hạng đều thuộc dãy số trên.
1. Cho dãy số (xn ) : xn =

Lời giải:
k
, k = 1,2011
2011!
k+ 1
k
1
1
=
+
= uk +
Ta có: uk+1 =
2011! 2011! 2011!
2011!
Nên dãy (un ) là CSC có 2011 số hạng.
1
=x
Hơn nữa uk =
1.2...(k − 1)(k + 1)...2011 1.2...( k−1)( k+1)...2011
Từ đó ta có đpcm.
1. Xét dãy số (un ) : uk =

Vấn đề 2. Chứng minh tính chất của cấp số
Phương pháp:
• Sử dụng công thức tổng quát của cấp số, chuyển các đại lượng qua số
hạng đầu và công sai, công bội.
• Sử dụng tính chất của cấp số:

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


i ) a, b, c theo thứ tự đó lập thành CSC ⇔ a+ c = 2b
ii ) a, b, c theo thứ tự đó lập thành CSN ⇔ ac = b2
Các ví dụ
Ví dụ 1. Chứng minh rằng các số:
1. 1, 3,3 không thể cùng thuộc một CSC;
2. 2,3,5 không thể cùng thuộc một CSN.
Lời giải:
1. Giả sử 1, 3,3 là số hạng thứ m,n, p của một CSC (un ) . Ta có:
3− 3 up − un u1(p − n) p − n
p− n
3=
=
=
=
vô lí vì 3 là số vô tỉ, còn
là số hữu
n− m
3 − 1 un − um u1(n − m) n − m
tỉ.
2. Giả sử 2,3,5 là ba số hạng thứ m,n, p của CSN (vn ) có công bội q
p− n

2 um
5
= qm−n ; = qp− n , suy ra  2 ÷
Ta có: =
3 un
3
 3
⇒ 2p− n.3m− p.5n− m = 1 vô lí.

m− n

 5
= ÷
 3

= p( p− n)(m−n)

Ví dụ 2. Chứng minh rằng dãy số (un ) là:
1. CSC khi và chỉ khi un = an + b
. n.
2. CSN khi và chỉ khi un = aq
Lời giải:
1. Giả sử (un ) là một CSC công sai d , khi đó :
un = u1 + (n − 1)d = dn + u1 − d = an + b.
Giả sử: un = an + b⇒ un+1 − un = a⇒ un+1 = un + a, ∀n
Suy ra (un ) là một CSC với công sai a.
2. Giả sử (un ) là CSN với công bội q, khi đó: un = u1.qn
un+1
= q ⇒ un+1 = qu
. n , ∀n
un
Suy ra dãy (un ) là CSN với công bội q.
. n , suy ra
Giả sử un = aq

Ví dụ 3. Chứng minh rằng :
1. Nếu phương trình x3 − ax2 + bx − c = 0 có ba nghiệm lập thành CSC thì
9ab = 2a3 + 27c
2. Nếu phương trình x3 − ax2 + bx − c = 0 có ba nghiệm lập thành CSN thì
c(ca3 − b3 ) = 0
Lời giải:
1. Giả sử phương trình có ba nghiệm x1 , x2 , x3 lập thành CSC
Suy ra: x1 + x3 = 2x2 (1)

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


Mặt khác: x3 − ax2 + bx − c = (x − x1)(x − x2 )(x − x3 )
= x3 − (x1 + x2 + x3 )x2 + (x1x2 + x2x3 + x3x1)x − x1x2x3
Suy ra x1 + x2 + x3 = a (2)
Từ (1) và (2), ta suy ra 3x2 = a hay x2 =

a
3

Dẫn tới phương trình đã cho có nghiệm x2 =
3

a
, tức là:
3

2

 a
 a
 a
2a3 ba

a
+
b

c
=
0


+ − c = 0 ⇔ 9ab = 2a3 + 27c
 3÷
 3÷
 3÷
27 3
 
 
 
Ta có đpcm.
2. Giả sử ba nghiệm x1 , x2 , x3 lập thành CSN, suy ra x1x3 = x22
Theo phân tích bài trên, ta có: x1x2x3 = c ⇒ x23 = c ⇒ x2 = 3 c
Hay phương trình đã cho có nghiệm x2 = 3 c , tức là:

( c)
3

3

( c)

−a

3

2

+ b3 c − c = 0 ⇔ b3 c = a3 c2 ⇔ c(ca3 − b3 ) = 0

Bài toán được chứng minh.

Ví dụ 4. Chứng minh rằng với mọi cách chia tập X = { 1,2,3,...,9} thành hai tập
con rời nhau luôn có một tập chứa ba số lập thành cấp số cộng.
Lời giải:
Ta chứng minh bài toán bằng phương pháp phản chứng
Giả sử X được chia thành hai tập con A và B đồng thời trong A và B không có
ba số nào lập thành CSC.
Xét ba CSC (1;3;5), (3;4;5), (3;5;7)
Ta thấy số 3, 5 không thể cùng nằm trong một tập hợp, vì nếu hai số này
thuộc A thì 1,4,7 phải thuộc B, tuy nhiên các số 1,4,7 lại lập thành CSC.
Tương tự bằng cách xét CSC (3;5;7), (5;6;7), (5;7;9) thì ta có hai số 5,7
không thể cũng nằm trong một tập.
Vì cặp (3;5) và (5;7) hkoogn cùng thuộc một tập nên ta suy ra
(3;7) thuộc A, 5 thuộc B. Khi đó ta xét các trường hợp sau
• 4∈ A , vì 3,4∈ A ⇒ 2∉ A ⇒ 2∈ B , do 1,4,7 lập thành CSC nên 1∈ B ; 2,5,8 lập
thành CSC nên 8∈ A ⇒ 9∈ B
Do đó 1,5,9∈ B lập thành CSC vô lí
• 4∈ B , do 4,5∈ B ⇒ 6∈ A mà 6,7∈ A ⇒ 8∈ B
5,8∈ B ⇒ 2∈ A , vì 2,3∈ A ⇒ 1∈ B , vì 1,5∈ B ⇒ 9∈ A
Do đó: 3,6,9∈ B vô lí.
Vậy bài toán được chứng minh.
1
Ví dụ 5. Dãy số (xn) thỏa mãn điều kiện: xn+ m − xm − xn <
∀m,n∈ ¥ * .
m+ n
Chứng minh rằng: (xn) là một cấp số cộng.
Lời giải:
http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


Đặt an = xn − nx1 , khi đó ta có a1 = 0 và | am+ n − am − an |<

1
,∀m,n∈ ¥ . Ở đây ta
m+ n

sẽ chứng minh an = 0,∀n∈ ¥ . Thật vậy, ta có:
1
an+1 − an <
,∀n∈ ¥ , nên lim| an+1 − an |= 0 hay lim| an+ k − an |= 0,∀k∈ ¥ .
n+ 1
1
an+ k − an − ak |= 0 .
Mà an+ k − an − ak <
nên lim|
n
n+ k
Từ đây suy ra ak = 0,∀k∈ ¥ .
Vậy ta có điều phải chứng minh.

CÁC BÀI TOÁN LUYỆN TẬP
Bài 1
1. Cho ba số a, b, c lập thành cấp số cộng. Chứng minh rằng : a2 + 2bc = c2 + 2ab.
2. Cho a, b, c > 0 lập thành cấp sô cộng.Chứng minh rằng :
1
1
2
+
=
.
a+ b
b+ c
c+ a
3. Cho (un) là cấp số cộng. Chứng minh rằng :
1
un = ( un− k + un+ k ) , 1≤ k ≤ n − 1
2
Lời giải:
1. Vì a, b, c lập thành cấp số cộng nên a+ c = 2b.
2
2
Do đó : a + 2bc − c − 2ab = ( a− c) ( a+ c) − 2b( a− c)
= ( a− c) ( a+ c − 2b) = 0

Suy ra a2 + 2bc = c2 + 2ab.
2. Gọi d là công sai của cấp số, suy ra b− a = c − b = d,c − a = 2d
Do đó:

1
a+ b

+

1
b+ c

=

b− a
c− b
c− a
+
=
d
d
d
c− a
2
=
=
.
d( c + a)
c+ a

un− k = u1 + (n − k − 1)d
3. Gọi d là công sai của cấp số. Ta có: 
un+ k = u1 + (n + k − 1)d
⇒ un− k + un+ k = 2u1 + ( 2n − 2) d = 2un ⇒ un =

un− k + un+ k
2

Bài 2
1. Cho tam giác ABC. Chứng minh rằng tan

A
B
;tan ;
2
2

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


C
lập thành cấp số cộng ⇔ cos A ;cos B;cosC lập thành cấp số cộng.
2
A
B
C
2. Cho tam giác ABC.Chứng minh rằng cot ;cot ;cot lập thành cấp số
2
2
2
cộng ⇔ sin A ;sin B;sin C lập thành cấp số cộng.
Lời giải:
A
B
C
1. Ta có: tan ;tan ;tan lập thành cấp số cộng
2
2
2
A C
B
sin( + )
sin
A
C
B
2 2 =2
2
⇔ tan + tan = 2tan ⇔
A
C
B
2
2
2
cos cos
cos
2
2
2
B
B
A C
 A C 
⇔ cos2 = sin cos + ÷+ cos − ÷
2
2
 2 2
 2 2 
tan

1+ cos B 1− cos B 1
=
+  cos A + cosC 
2
2
2
cos A + cosC
⇔ cos B =
⇔ cos A ,cos B,cosC lập thành CSC.
2
A
B
B
C
2. Ta có: cot − cot = cot − cot
2
2
2
2
A
B
B
A
B
C
C
B
cos sin − cos sin
cos sin − cos sin
2
2
2
2=
2
2
2
2

A
B
C
B
sin sin
sin sin
2
2
2
2
B− A
B+ A
C−B
C+B
⇔ sin
cos
= sin
.cos
2
2
2
2
⇔ sin B − sin A = sin C − sin B ⇔ sin A + sin C = 2sin B .


Bài 3 Cho a, b, c lập thành cấp số nhân . .Chứng minh rằng :
2
2
2
1. ( a+ b+ c) ( a− b+ c) = a + b + c

(

)(

)

2. a2 + b2 b2 + c2 = ( ab+ bc)

2

3. ( ab+ bc + ca) = abc( a+ b+ c)
3

(

)(

3

)

n
n
n
n
n
n
2n
2n
2n
*
4. a + b + c a − b + c = a + b + c ; n∈ ¥

Lời giải:
Vì a, b, c lập thành cấp số nhân nên ta có b2 = ac .

1. Ta có: ( a+ b+ c) ( a− b+ c) = ( a+ c) − b2 = a2 + 2ac + c2 − b2
2

= a2 + 2b2 + c2 − b2 = a2 + b2 + c2

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


(

)(

) (

)(

)

2. Ta có: a2 + b2 b2 + c2 = a2 + ac ac + c2 = ac( a+ c)

2

= b2 ( a+ c) = ( ab+ bc) .
2

3. b2 = ac

(

Ta có: ( ab+ bc + ca) = ab+ bc + b2
3

)

3

2

= b3(a+ b+ c)3

= abc(a+ b+ c)3 .
4. Ta có: VT = (an + cn )2 − b2n = a2n + c2n + b2n + 2(ancn − b2n )
= a2n + b2n + c2n .
Bài 4 Cho (un) là cấp số nhân .Chứng minh rằng :
1. a1an = ak .an− k+1 , k = 1; n
2. Sn ( S3n − S2n ) = ( S2n − Sn ) .
2

Lời giải:

Gọi q là công bội của cấp số
1. Ta có: a1an = a1.a1qn−1 = a12qn−1
ak .an− k+1 = a1.qk−1.a1.qn−k = a12.qn−1
Suy ra : a1an = ak .an− k+1 .
2. Ta có: Sn ( S3n − S2n )

(S

2n

− Sn )

2n
n
2
qn − 1  q3n − 1 q2n − 1
2 q (q − 1)
= u1
.u 

÷= u
q− 1 1  q− 1
q− 1  1 (q− 1)2
2

2

2n
n
2
 q2n − 1
qn − 1
2 q (q − 1)
=  u1
− u1
=
u
÷
1
q− 1
q− 1 
(q− 1)2


Suy ra Sn ( S3n − S2n ) = ( S2n − Sn ) .
2

Bài 5
1. Điều cần và đủ để ba số khác không a, b, c là ba số hạng của một CSN là
tồn tại ba số nguyên khác không p,t,r sao cho
 p + t + r = 0
.
 p t r
 a .b .c = 1
2. Cho cấp số cộng (an) với các số hạng khác không và công sai khác
1
1
1
n− 1
+
+ ... +
=
không.Chứng minh rằng:
.
a1a2 a2a3
an−1an a1an

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


 1
1
2
aa + a a = aa
 12
2 3
1 3
3. Cho bốn số thực a1; a2 ; a3 ; a4 .Biết rằng : 
 1 + 1 + 1 = 3
 a1a2 a2a3 a3a4 a1a4
Chứng minh rằng : a1; a2 ; a3 ; a4 lập thành cấp số cộng.
4. Cho a, b, c lần lượt là ba số hạng thứ m,n, p của một cấp số cộng. Chứng
minh rằng : a.( n − p) + b.( p − m) + c.( m− n) = 0 .
5. Chứng minh rằng điều kiện cần và đủ để ba số a, b, c là ba số hạng của
 pa+ qb+ rc = 0
một CSC là tồn tại ba số nguyên khác không p, q, r thỏa: 
.
 p + q+ r = 0
6.Cho CSC (un ) thỏa Sm = Sn ( m≠ n ). Chứng minh Sm+ n = 0 .
7. Chứng minh rằng nếu ba cạnh của tam giác lập thành CSN thì công bội
 5 − 1 1+ 5 
;
÷.
của CSN đó nằm trong khoảng 
2 ÷
 2

Lời giải:
1. • Giải sử a, b, c là ba số hạng thứ k + 1; l + 1; m+ 1 của cấp số nhân có công
l−m

a
b
 a
bội q, khi đó ta có : a = u1.qk ; b = u1.ql ; c = u1.qm ⇒ = qk−l ; = ql −m ⇒  ÷
b
c
 b
l − m m− l − k+1 k−1
⇒ a .b
.c = 1
Đặt p = l − m;t = m− l − k + 1;r = k − 1.
Khi đó ta có ba số p,t,r thỏa mãn yêu cầu bài toán.
p

k− l

 b
= ÷
 c

r

 p + t + r = 0
 a  b
• Giả sử ta có  p t r
⇒ ap.cr = bp+r ⇒  ÷ =  ÷ (*)
 a .b .c = 1
 b  c 
Do p + t + r = 0 nên tồn tại ít nhất một số dương và một số âm.
b
. r kết hợp với (*) ta có
Giải sử r > 0,t < 0. Đặt = qr ⇒ b = aq
a
p

r

 a   aq
. r
=
. r+ p .
 r÷ 
÷ ⇒ c = aq
.   c 
 aq
Vậy ba số a, b, c là ba số hạng của cấp số nhân với a là số hạng đầu,b là số
hạng thứ r + 1;c là số hạng thứ r + p + 1.
2. Ta có
Suy ra

1
=
akak+1

1 1
1 
 −
÷
d  ak ak+1 

1
1
1
1 1 1  n − 1
+
+ ... +
=  − ÷=
a1a2 a2a3
an−1an d  a1 an  a1an

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


3. Ta có

1
1
2
+
=
⇔ a3 + a1 = 2a2 ⇒ a1 − a2 = a2 − a3 = d
a1a2 a2a3 a1a3

1
1
1
3
2
1
3
+
+
=

+
=
a1a2 a2a3 a3a4 a1a4
a1a3 a3a4 a1a4
⇔ 2a4 + a1 = 3a3 ⇔ 2a4 = 3(a1 + 2d) − a1 ⇒ a4 = a1 + 3d .
4. Ta có: b = a+ (n − m)d; c = a+ (p − m)d
Suy ra

VT = a(n − p) +  a+ (n − m)d (p − m) +  a+ (p − m)d (m− n)

= d(n − m)(p − m) + (p − m)(m− n) = 0 .
5. • Giả sử a, b, c là ba số hạng thứ m+ 1, n + 1, k + 1 của một CSC (un )

a− b
 a = u1 + md d = m− n
⇒
Ta có: 
b = u1 + nd
u = a− m(a− b) = mb− an
 1
m− n
m− n
Mặt khác: c = u1 + kd ⇒ (m− n)c = mb− na+ k(a− b)
⇒ (k − n)a+ (m− k)b+ (n − m)c = 0
 pa+ qb+ rc = 0
Đặt p = k − n,q = m− k,r = n − m⇒ 
 p + q+ r = 0
• Giả sử tồn tại ba số nguyên khác không p, q,r sao cho
 pa+ qb+ rc = 0

 p + q+ r = 0
Không mất tính tổng quát ta giả sử a ≥ b≥ c và p,q,r > 0
Ta có: p = −q− r nên (−q− r )a+ qb+ rc = 0 ⇔ (a− b)p = (c − a)r
a− b
⇒ a = b+ rd,c = a+ pd = b+ (p + r )d
r
Vậy b, a, c là ba số hạng u1 ,ur ,up+r của một CSC. a, b, c
Đặt d =

6. Ta có Sm = Sn ⇔ 2u1(m− n) + (m2 − n2 )d− (m− n)d = 0
⇔ 2u1 + (m+ n − 1)d = 0
n+ m
 2u + (m+ n − 1)d = 0 .
2  1
7. Giả sử là ba cạnh tam giác theo thứ tự đó lập thành CSN với công bội q.
 a+ aq > aq2
q2 − q− 1< 0
⇔ 2
Ta có:  2
 aq + aq > a q + q− 1> 0
Suy ra Sm+n =

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


  1− 5 1+ 5 
;
q∈ 
÷
2 ÷
 5 − 1 5 + 1
  2

⇔
⇔ q∈ 
;
÷.
 2
2 ÷

−1− 5   −1+ 5
 


∪
; +∞ ÷
q∈  −∞; 2 ÷
÷ 
÷
2
 

 
Bài 6
1. Chứng minh ba số a, b, c > 0 là 3 số hạng liên tiếp của cấp số cộng khi và
chỉ khi 3 số a2 + ab+ b2 ; c2 + ca+ a2 ; b2 + bc + c2 cũng là ba số hạng liên tiếp của
một cấp số cộng.
2. Cho (un ) là cấp số nhân. Kí hiệu S = u1 + u2 + ... + un ;
1 1
1
T = + + ... +
; P = u1u2...un . Hãy tính P theo S,T và n.
u1 u2
un
Lời giải:
1. Ta có: a + ab+ b + b + bc + c = 2(a + ca+ c2 )
2

2

2

2

2

2
2
⇔ 2b2 + ab+ bc = a2 + 2ac + c2 ⇔ b(a+ b+ c) + b − (a+ c) = 0
⇔ b(a+ b+ c) + (a+ b+ c)(b− a− c) = 0
⇔ 2b− a− c = 0 ⇔ 2b = a+ c .
n

 1
 ÷ −1
n
q
q

1
1
1 qn − 1
2. Ta có: S = u1
;T=  
=
q− 1
u1 1
u1 qn−1(q− 1)
−1
q
n 1+ 2+...+ n−1
1

P=u q

n(n−1)
2

=u q
n
1

n

 S
. Suy ra: P =  ÷
T 

Bài 7 Cho hai số tự nhiên n, k thỏa k + 3 ≤ n .
1. Chứng minh rằng tồn tại không quá hai giá trị của k sao cho Cnk , Cnk+1 và
Cnk+ 2 là ba số hạng liên tiếp của một CSC.
2. Chứng minh rằng không tồn tại k để Cnk , Cnk+1 , Cnk+ 2 và Cnk+ 3 là bốn số hạng
liên tiếp của một CSC.
Lời giải:
k
k+ 2
k+ 1
1. Ta có: Cn + Cn = 2Cn
n!
n!
n!
+
=2
k!(n − k)! (k + 2)!(n − k − 2)!
(k + 1)!(n − k − 1)!
⇔ (k + 1)(k + 2) + (n − k)(n − k − 1) = 2(k + 2)(n − k)
Đây là phương trình bậc hai ẩn k nên có nhiều nhất hai nghiệm.


http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


2. Giả sử tồn tại k để Cnk , Cnk+1 , Cnk+ 2 và Cnk+ 3 là bốn số hạng liên tiếp của một
CSC.
Do Cnk = Cnn− k nên suy ra: Cnn− k ,Cnn− k−1 ,Cnn− k−2 ,Cnn− k−3 cũng tạo thành bốn số hạng
liên tiếp của một CSC.
Vậy ta có các bộ sau là ba số hạng liên tiếp của một CSC:
Cnk ,Cnk+1 ,Cnk+ 2
Cnk , Cnk+1 , Cnk+ 2 , Cnk+ 3
Cnn− k−3 ,Cnn− k− 2 ,Cnn−k−1
Cnn− k−2 ,Cnn− k−1 ,Cnn−k

Ta chứng minh tập { k, k + 1,n − k − 3,n − k − 2} chứa không quá hai số khác nhau.
Thật vậy, giả sử k, k + 1, n − k − 3 là ba số khác nhau.
Khi đó, tồn tại ba CSC: Cnk ,Cnk+1 ,Cnk+ 2
Cnk+1 , Cnk+ 2 , Cnk+ 3
Cnn− k−3 ,Cnn−k− 2 ,Cnn− k−1
Điều này trái với kết quả câu 1)
Do k, k+ 1 và k − k − 3,n − k − 2 là các số tự nhiên liên tiếp nên ta có:
k = n − k − 3
⇒ Cnk+1 = Cnn− k− 2 = Cnk+ 2

k + 1= n − k − 2
Suy ra Cnk = Cnk+1 = Cnk+ 2 (1).
Xét phương trình : Cnk = Cnk+1 (2)
n!
n!
n− 1
=
⇔ k + 1= n − k ⇒ k =
k!(n − k)! (k + 1)!(n − k − 1)!
2
Suy ra phương trình (2) có không quá một nghiệm k, điều này dẫn tới (1)
mâu thuẫn.
Vậy không tồn tại k để Cnk , Cnk+1 , Cnk+ 2 và Cnk+ 3 là bốn số hạng liên tiếp của một
CSC.


Bài 8
uk+1 u1 + un+1 n + 1 n+1 2k
. n+1 ∑
1. Cho (un ) là CSC. Chứng minh rằng: ∑ k =
2
2 k=1 k
k= 0 Cn
n

2. Cho k là một số nguyên dương cho trước. Giả sử s1 , s2 , s3 ,... là một dãy tăng
nghặt các số nguyên dương sao cho các dãy con ss1 , ss2 , ss3 ,... và ss1+ k , ss2 + k , ss3 + k ,...
đều là cấp số cộng. Chứng minh rằng s1 , s2 , s3 ,... cũng là một cấp số cộng
Lời giải:
u1 + un+1 = uk+1 + un− k+1
, ∀k = 0,1,2,..., n
1. Ta có  k
n− k
Cn = Cn
http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


n
uk+1 n  uk+1 un− k+1  n uk+1 + un− k+1
1
=
+
=
=
(
u
+
u
)
 k



1
n
+
1
k
n− k ÷
k
k
Cn ÷
Cn
k= 0 Cn
k= 0  Cn
k= 0 Cn
 k=0
n

Nên 2∑

Do đó, để chứng minh đẳng thức đã cho ta chỉ cần chứng minh
n
1 n + 1 n+1 2k
= n+1 ∑
(1).

k
2 k=1 k
k= 0 Cn
Ta chứng minh (1) bằng quy nạp
1 1
2
• Với n = 1 ta có: VT (1) = 0 + 1 = 2 và VP(1) = ( 2+ 2) = 2
C1 C1
4
Nên (1) đúng với n = 1.
n
n+1
1 n + 1 n+1 2k
1
n + 2 n+ 2 2k
• Giả sử ∑ k = n+1 ∑ , ta chứng minh ∑ k = n+ 2 ∑
(2)
2 k=1 k
2 k=1 k
k= 0 Cn
k= 0 Cn+1

k+1
Mà Cn+1 =

n+1

1

k= 0

k
n+1

∑C

Thật vậy:

=

n
n
1
1
1
+
=
1
+


0
k+1
k+1
Cn+1 k= 0 Cn+1
k= 0 Cn+1

(n + 1)!
n+ 1 k
=
C
(k + 1)!(n − k)! k + 1 n

n 
1
1 n k+ 1
1
k + 1 n − k + 1
=
=
Suy ra ∑ k+1
 k +
÷


k
n + 1 k= 0 Cn
2(n + 1) k=0  Cn
Cnn−k ÷
k= 0 Cn+1

n

=

n+ 2 n 1
n + 2 n + 1 n+1 2k n + 2 n+1 2k
=

∑ =

2(n + 1) k= 0 Cnk 2(n + 1) 2n+1 k=1 k 2n+ 2 k=1 k

1
n + 2 n+1 2k n + 2 n+ 2 2k
=
1
+

∑ =
∑ dẫn tới (2) được chứng minh
k
2n+ 2 k=1 k 2n+ 2 k=1 k
k= 0 Cn+1
2. Gọi p và q lần lượt là công sai của các cấp số cộng ss1 , ss2 , ss3 ,... và
n+1

Suy ra

ss1+ k , ss2 + k , ss3 + k ,... . Đặt a = ss1 − p và b = ss1+ k − q .
Theo công thức tính số hạng tổng quát của một cấp số cộng và với số
nguyên dương n ta có:
ssn = ss1 + (n − 1)p = a+ np, ssn + k = ss1+ k + (n − 1)q = b+ nq.
Từ dãy s1 , s2 , s3 ,... là một dãy tăng ngặt, nên với mọi số nguyên dương n và
với chú ý sn + k ≤ sn+ k ta có ssn + k − 1< ssn + k ≤ ssn+k ,
từ đó ta thu được a+ np + k − 1< b+ nq ≤ a+ (n + 1)p,
điều này tương đương với 0 < k − 1+ b− a+ n(q− p) ≤ kp,
nếu p ≠ q thì ta thấy bất đẳng thức trên mâu thuẫn khi cho n cằng lớn. Nên
suy ra p = q và do đó 0 ≤ k − 1+ b− a ≤ kp
(1)
Đặt m= min{ sn+1 − sn : n = 1,2,...} .

Khi đó b− a = (ss1+ k − q) − (ss1 − p) = ss1+ k − ss1 ≥ km

(2) và

kp = a+ (s1 + k)p − (a+ s1p) = sss + k − sss = sb+ p − sa+ q ≥ m(b− a)
1

1

(3)

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


Ta xét hai trường hợp:
• b− a = kp .
Khi đó, với mỗi số nguyên dương n , ssn + k = b+ np = a+ (n + k)p = ssn+k , từ đây kết
hợp với dãy s1 , s2 , s3 ,... là một dãy tăng ngặt ta có sn+ k = sn + k .
Mặt khác do sn < sn+1 < ... < sn+ k = sn + k nên sn+1 = sn + 1 và do đó s1 , s2 , s3 ,... là một
cấp số cộng với công sai bằng 1.
• b− a < kp .
Chọn số nguyên dương N sao cho sN +1 − sN = m. Khi đó
m(a− b+ p − k) = m((a+ (N + 1)p) − (b+ Np + k))
≤ sa+(N +1)p − sb+ Np+ k = sss

N +1

− sss

N +k

+k

= (a+ sN +1p) − (b+ (sN + k)p) = (sN +1 − sN )p + a− b− kp
= mp + a− b− kp,
do vậy: (b− a− km) + (kp − m(b− a)) ≤ 0.
(4)
Từ các bất đẳng thức (2), (3) và (4) ta thu được các đẳng thức sau:
b− a = km và kp = m(b− a) .
Giả sử tồn tại số nguyên dương n sao cho sn+1 > sn + m. Khi đó
m(m+ 1) ≤ m(sn+1 − sn ) ≤ ssn+1 − ssn = (a+ (n + 1)p) − (a+ np)
m(b− a)
= m2 , vô lý.
k
Vì vậy điều giả sử là sai nên sn+1 = sn + m với mọi n∈ ¥ hay dãy s1 , s2 , s3 ,... là
một cấp số cộng có công sai bằng m.
= p=

Vấn đề 3. Tìm điều kiện để dãy số lập thành cấp số
Phương pháp:
• a, b, c theo thứ tự đó lập thành CSC ⇔ a+ c = 2b
• a, b, c theo thứ tự đó lập thành CSN ⇔ ac = b2 .
Các ví dụ
Ví dụ 1. Tìm x biết :
1. x2 + 1, x − 2,1− 3x lập thành cấp số cộng ;
A. x = 4, x = 3
B. x = 2, x = 3
C. x = 2, x = 5
D. x = 2, x = 1
2. 1, x2 ,6 − x2 lập thành cấp số nhân.
A. x = ±1
B. x = ± 2

C. x = ±2

D. x = ± 3

Lời giải:
1. Ta có: x + 1, x − 2,1− 3x lập thành cấp số cộng
⇔ x2 + 1+ 1− 3x = 2(x − 2) ⇔ x2 − 5x + 6 = 0 ⇔ x = 2; x = 3
2

http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


Vậy x = 2, x = 3 là những giá trị cần tìm.
2. Ta có: 1, x2 ,6 − x2 lập thành cấp số nhân ⇔ x4 = 6− x2 ⇔ x = ± 2 .
Ví dụ 2. Cho các số 5x − y, 2x + 3y, x + 2y lập thành cấp số cộng ; các số
2
2
( y + 1) , xy + 1,( x − 1) lập thành cấp số nhân.Tính x, y
 1 4  3 3 
A. (x; y) = ( 0;0) ; ; ÷; − ; − ÷
 3 3   4 10 
 11 4   3 3 
C. (x; y) = ( 1;0) ; ; ÷; − ; − ÷
 3 3   4 10 

 10 4   3 3 
B. (x; y) = ( 0;0) ; ; ÷; − ; − ÷
 3 3   4 10 
 10 4   13 13 
D. (x; y) = ( 0;1) ; ; ÷;  − ; − ÷
 3 3   4 10 

Lời giải:
Ta có các số 5x − y, 2x + 3y, x + 2y lập thành CSC nên suy ra
2( 2x + 3y) = 5x − y + x + 2y hay 2x = 5y (1)
Các số ( y + 1) , xy + 1,( x − 1) lập thành CSN suy ra
2

( xy + 1)

2

= ( y + 1)

2

2

( x − 1)

2

⇔ ( 4 + 2y − 2x) ( 4xy + 2x − 2y) = 0 (2)

(

)

2
Thay (1) vào (2) ta được : ( 4 + 2y − 5y) 10y + 5y − 2y = 0

4
3
,y = − .
3
10
 10 4   3 3 
Vậy (x; y) = ( 0;0) ; ; ÷; − ; − ÷.
 3 3   4 10 
CÁC BÀI TOÁN LUYỆN TẬP
Bài 1. Tìm x để các số sau lập thành cấp số cộng
1. 1; x; x3
π

2. 1;sin  − x÷;4sin x
6 
⇔ y ( 4 − 3y) ( 10y + 3) = 0 ⇔ y = 0, y =

Bài 2. Tìm x, y biết:
1. Các số x + 5y,5x + 2y,8x + y lập thành cấp số cộng và các số

( y − 1)

2

, xy − 1,( x + 1) lập thành cấp số nhân.
2


3 
3
÷
A. (x; y) =  − 3; ÷; 3;
2 
2 ÷



3 
3
; 3;
÷
÷
C. (x; y) =  3;
÷
÷
2
2

 



3 
3
; − 3; −
÷
÷
B. (x; y) =  3; −

2 ÷
2 ÷

 

3 
3
;  3;
÷
÷
D. (x; y) =  − 3; −
÷
÷
2
2

 


http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi, tài liệu file word mới nhất


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×
x