Giải SBT Toán lớp 11 – KNTT – Tập 1 Bài 15. Giới hạn của dãy số có đáp án

Áp dụng công thức tính tổng n số hạng đầu của cấp số nhân, ta có:

$u_n=\frac{1+a+a^2+\mathrm{...}+a^n}{1+b+b^2+\mathrm{...}+b^n}$$=\frac{\frac{1-a^{n+1}}{1-a}}{\frac{1-b^{n+1}}{1-b}}=\frac{1-b}{1-a}.\frac{1-a^{n+1}}{1-b^{n+1}}$

Do đó,         $\underset{n\to +\infty }{\lim }{u}_n=\underset{n\to +\infty }{\lim }\left(\frac{1-b}{1-a}.\frac{1-a^{n+1}}{1-b^{n+1}}\right)=\frac{1-b}{1-a}$    (do |a| < 1, |b| < 1).

Ta có 1, 3, 5, ..., 2n – 1 là một cấp số cộng gồm n số hạng và có số hạng đầu u₁ = 1, công sai d = 2.

Khi đó, 1 + 3 + 5 + ... + (2n – 1) = $\frac{n\left(1+2n-1\right)}{2}=n^2$.

Do đó,$\underset{n\to +\infty }{\lim }\frac{1+3+5+\mathrm{...}+\left(2n-1\right)}{n^2+2n}$ $=\underset{n\to +\infty }{\lim }\frac{n^2}{n^2+2n}=\underset{n\to +\infty }{\lim }\frac{1}{1+\frac{2}{n}}=1$ .

Nhận thấy S là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn (u_n) với số hạng đầu u₁ = – 1 và công bội q = $-\frac{1}{5}$.

Do đó, $S=\frac{-1}{1-\left(-\frac{1}{5}\right)}=\frac{-1}{\frac{6}{5}}=-\frac{5}{6}$.

b) 3,(23) = 3 + 0,23 + 0,0023 + ... + 0,00...23 + ...

$=3+\frac{23}{100}+\frac{23}{{100}^2}+\mathrm{...}+\frac{23}{{100}^n}+\mathrm{....}$.

$=3+\frac{\frac{23}{100}}{1-\frac{1}{100}}=3+\frac{23}{99}=\frac{320}{99}$

Ta có $\left|u_n\right|=\left|\frac{\cos n}{n^2}\right|=\frac{\left|\cos n\right|}{n^2}\le \frac{1}{n^2}$. 

Mà  $\frac{1}{n^2}\to 0$khi n → +∞ nên $\underset{n\to +\infty }{\lim }{u}_n=0$ .

a)

Theo cách xác định tam giác A₂B₂C₂, ta có s₂ = $\frac{1}{4}$ s₁.

Tương tự, s₃ = $\frac{1}{4}$s₂, ...., $s_n=\frac{1}{4}{s}_{n-1}$.

Vậy $s_n={\left(\frac{1}{4}\right)}^{n-1}{s}_1={\left(\frac{1}{4}\right)}^{n-1}.3=3{\left(\frac{1}{4}\right)}^{n-1}$.

b) Ta có s₁ + s₂ + ... + s_n + ... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn có số hạng đầu u₁ = 3 và công bội q = $\frac{1}{4}$ . Do đó

s₁ + s₂ + ... + s_n + ... = $\frac{3}{1-\frac{1}{4}}=4$.

a) Ta có v_n = u_{n + 1} – u_n = $\left(u_n+\frac{2}{3^n}\right)-u_n=\frac{2}{3^n}$.

Do đó, v₁ + v₂ + ... + v_n = $\frac{2}{3}+\frac{2}{3^2}+\mathrm{...}+\frac{2}{3^n}=2\left(\frac{1}{3}+\frac{1}{3^2}+\mathrm{...}+\frac{1}{3^n}\right)$

$=2.\frac{1-\frac{1}{3^{n+1}}}{1-\frac{1}{3}}=3\left(1-\frac{1}{3^{n+1}}\right)$.

b) Ta có v₁ + v₂ + ... + v_n = (u₂ – u₁) + (u₃ – u₂) + ... + (u_{n + 1} – u_n)

= u_{n + 1} – u₁ = $\left(u_n+\frac{2}{3^n}\right)-2=u_n+\frac{2}{3^n}-2$.

Mà theo câu a có v₁ + v₂ + ... + v_n =  $3\left(1-\frac{1}{3^{n+1}}\right)$.

c) Ta có .$\underset{n\to +\infty }{\lim }{u}_n=\underset{n\to +\infty }{\lim }\left(5-\frac{1}{3^{n-1}}\right)=\underset{n\to +\infty }{\lim }\left[5-{\left(\frac{1}{3}\right)}^{n-1}\right]=5$

Ta có  $\left|u_n-\frac{n}{n+1}\right|\le \frac{1}{n^2}$, mà $\frac{1}{n^2}\to 0$ khi n → +∞ nên $\underset{n\to +\infty }{\lim }\left(u_n-\frac{n}{n+1}\right)=0$ .

Mặt khác, $\underset{n\to +\infty }{\lim }\left(u_n-\frac{n}{n+1}\right)=\underset{n\to +\infty }{\lim }{u}_n-\underset{n\to +\infty }{\lim }\frac{n}{n+1}=\underset{n\to +\infty }{\lim }{u}_n-1$ .

Vậy $\underset{n\to +\infty }{\lim }{u}_n$ = 1.