Bài tập Nhận biết, chứng minh dãy số là một cấp số nhân lớp 11 (có lời giải)

Xét các dãy số sau, có bao nhiêu dãy số là cấp số nhân? Dãy 1: un = (-3)2n + 1; Dãy 2: un = (-1)n.53n + 2; Dãy 3: \(\left\{ \begin{array}{l}{u_1} = 2\\{u_{n + 1}} = u_n^2\end{array} \right.\)

Giải thích

Đáp án: 3.

Dãy 1. Ta có: \(\frac{{{u_{n + 1}}}}{{{u_n}}} = \frac{{{{\left( { - 3} \right)}^{2n + 3}}}}{{{{\left( { - 3} \right)}^{2n + 1}}}} = {\left( { - 3} \right)^2} = 9\) nên dãy 1 là cấp số nhân.

Dãy 2. Ta có: \(\frac{{{u_{n + 1}}}}{{{u_n}}} = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^{n + 1}} \cdot {5^{3\left( {n + 1} \right) + 2}}}}{{{{\left( { - 1} \right)}^n} \cdot {5^{3n + 2}}}} = - 1 \cdot {5^3} = - 125\) nên dãy 2 là cấp số nhân.

Dãy 3. Ta có: \({u_2} = u_1^2 = 3;\,\,{u_3} = u_2^2 = 16;\,\,{u_4} = u_3^2 = 256\).

Suy ra \(\frac{{{u_2}}}{{{u_1}}} = \frac{4}{2} = 2\) và \(\frac{{{u_4}}}{{{u_3}}} = \frac{{256}}{{16}} = 16\) => \(\frac{{{u_2}}}{{{u_1}}} \ne \frac{{{u_4}}}{{{u_3}}}\) do đó, dãy 3 không phải là cấp số nhân.

Dãy 4. Ta có: \(\frac{{{u_{n + 1}}}}{{{u_n}}} = \frac{{\frac{9}{{{u_n}}}}}{{\frac{9}{{{u_{n - 1}}}}}} = \frac{{{u_{n - 1}}}}{{{u_n}}} \Rightarrow {u_{n + 1}} = {u_{n - 1}},\forall n \ge 2\).

Do đó, có: u1 = u3 = u5 = ... = u2n + 1... (1) và u2 = u4 = u6 = ... = u2n = .... (2)

Theo đề bài, ta có: u1 = 3 => u2 = \(\frac{9}{{{u_1}}}\) = 3 (3)

Từ (1), (2), (3) suy ra u1 = u2 = u3 = u4 = u5 = ... = u2n = u2n + 1. Do đó, dãy 4 là cấp số nhân với công bội q = 1.

Vậy có 4 dãy là cấp số nhân, đó là: dãy 1, dãy 2, dãy 4.