به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
465 بازدید
در دبیرستان توسط محمد۱۲۳۴۵۶۷۸۹ (30 امتیاز)
ویرایش شده توسط fardina

در یک دنباله هندسی جمله دوم برابر ۶ و حد مجموع جملات آن یک هشتم حد مجموع مربعات جملات آن می‌باشد. این دنباله را مشخص کنید.

1 پاسخ

+2 امتیاز
توسط AmirHosein (19,734 امتیاز)
انتخاب شده توسط محمد۱۲۳۴۵۶۷۸۹
 
بهترین پاسخ

فرض کنید جملهٔ شروع و قدر نسبت دنبالهٔ هندسی‌تان به ترتیب $a$ و $q$ باشند. جملهٔ دوم دنباله‌تان چه می‌شود؟ $aq$ می‌شود. پس فرض نخست‌تان این را می‌دهد که $aq=6$. اکنون چون حد جمع جمله‌ها موجود فرض شده‌است پس باید $|q|<1$. در این صورت حد سری‌تان (حد جمع جمله‌های دنباله‌تان) برابر است با $\frac{a}{1-q}$. اما جمع توان‌دوی جمله‌ها چی؟ یک جمله در دنباله‌تان به چه شکل است؟ جملهٔ $n$اُم به شکلِ $aq^{n-1}$ است. پس توان دوی این جمله برابر است با چه؟ برابر است با $(aq^{n-1})^2=a^2q^{2n-2}=(a^2)(q^2)^{n-1}$. چه چیزی دیدید؟ این را یافتید که دنباله‌ای که عضوهایش توان دو عضوهای یک دنبالهٔ هندسی با جمله شروع $a$ و قدر نسبت $q$ است، یک دنبالهٔ هندسی است با جمله شروع $a^2$ و قدرنسبت $q^2$. چون $|q|<1$ پس $|q^2|=(|q|)^2<1$ و در نتیجه حد سری آن موجود و برابر است با $\frac{a^2}{1-q^2}$. پس فرض دوم‌تان می‌گوید که

\begin{align} \frac{\frac{a}{1-q}}{\frac{a^2}{1-q^2}}=\frac{1}{8} &\Longrightarrow\frac{1}{\frac{a}{1+q}}=\frac{1}{8}\\ & \Longrightarrow \frac{q+1}{a}=\frac{1}{8}\\ & \Longrightarrow a=8(q+1) \end{align}

اکنون از این دو رابطه داریم:

\begin{align} aq=6,\;a=8(q+1) &\Longrightarrow 8a(a+1)=6\\ & \Longrightarrow q(q+1)=\frac{6}{8}\\ & \Longrightarrow q^2+q-\frac{6}{8}=0 \end{align}

که احتمالا باید حل برابریِ درجه‌دو را خودتان بدانید. این برابری دارای دو پاسخ است $\frac{1}{2}$ و $-\frac{3}{2}$ که چون دومی در $|q|<1$ صدق نمی‌کند پذیرفته نیست. در نتیجه $q=\frac{1}{2}$ و به دنبال آن با جایگذاری در یکی از دو رابطه‌ای که داشتیم داریم $a=12$.

ریاضیدان، کسی است که شباهت ها را بین قضایا دریابد. ریاضیدان بهتر کسی است که بتواند شباهت بین برهان ها را ببیند. بهترین ریاضیدان کسی است که بتواند به شباهت بین نظریه ها توجه کند. و می توان تصور کرد که ریاضیدان نهایی کسی است که بتواند شباهت بین شباهت ها را مشاهده کند.
...