Giải Toán 11 trang 58 Tập 1 Cánh diều

Giải Toán 11trang 58 Tập 1

Bài 8 trang 58 Toán 11 Tập 1:Xét tính tăng, giảm và bị chặn của mỗi dãy số (u_n­) sau, biết số hạng tổng quát:

a) $u_n=\frac{n^2}{n+1}$ ;

b) $u_n=\frac{2}{5^n}$ ;

c) u_n = (– 1)ⁿ.n².

Lời giải:

a) Ta có: $u_{n+1}=\frac{{\left(n+1\right)}^2}{n+1+1}=\frac{{\left(n+1\right)}^2}{n+2}$

Xét hiệu

$=\frac{n^2+3n+1}{\left(n+2\right)\left(n+1\right)}$> 0 với mọi n ∈ ℕ*.

Vì vậy dãy số đã cho là dãy số tăng.

b) Ta có: $u_{n+1}=\frac{2}{5^{n+1}}$

Xét hiệu $u_{n+1}-u_n=\frac{2}{5^{n+1}}-\frac{2}{5^n}=-\frac{4}{5}.\frac{2}{5^n}=-\frac{8}{5^{n+1}}$< 0

Vì vậy dãy số đã cho là dãy số giảm.

Bài 9 trang 58 Toán 11 Tập 1:Cho cấp số cộng (u_n). Tìm số hạng đầu u₁, công sai d trong mỗi trường hợp sau:

a) u₂ + u₅ = 42 và u₄ + u₉ = 66;

b) u₂ + u₄ = 22 và u₁.u₅ = 21.

Lời giải:

a) Ta có: u₂ + u₅ = u₁ + d + u₁ + 3d = 42

⇔ 2u₁ + 4d = 42

Ta lại có: u₄ + u₉ = u₁ + 3d + u₁ + 8d = 2u₁ + 11d = 66

Khi đó ta có hệ phương trình:

Vậy số hạng đầu của cấp số cộng là: $u_1=\frac{99}{7}$ và công sai d=$\frac{24}{7}$.

b) Ta có: u₂ + u₄ = u₁ + d + u₁ + 3d = 22

⇔ 2u₁ + 4d = 22

⇔ u₁ + 2d = 11

⇔ u₁ = 11 – 2d

Ta lại có: u₁.u₅ = u₁(u₁ + 4d) = 21.

Thay u₁ = 11 – 2d vào biểu thức trên ra được:

(11 – 2d)(11 – 2d + 4d) = 21

⇔ (11 – 2d)(11 + 2d) = 21

⇔ 121 – 4d² = 21

⇔ d = 5 hoặc d = – 5.

Với d = 5 thì u₁ = 1.

Với d = – 5 thì u₁ = 21.

Bài 10 trang 58 Toán 11 Tập 1:Cho cấp số nhân (u_n). Tìm số hạng đầu u₁, công bội q trong mỗi trường hợp sau:

a) u₆ = 192 và u₇ = 384;

b) u₁ + u₂ + u₃ = 7 và u₅ – u₂ = 14.

Lời giải:

a) Ta có u₆ = u₁.q⁵ = 192 và u₇ = u₁.q⁶ = 384

Xét: $\frac{u_6}{u_7}=\frac{u_1{q}^5}{u_1.q^6}=\frac{1}{q}=\frac{192}{384}=\frac{1}{2}$

Suy ra: u₁ = 192:${\left(\frac{1}{2}\right)}^5$ = 6144.

Vậy cấp số nhân có số hạng đầu u₁ = 6 144 và công bội q=$\frac{1}{2}$.

b) Ta có: u₁ + u₂ + u₃ = u₁ + u₁.q + u₁.q² = 7

⇔ u₁(1 + q + q²) = 7

Và u₅ – u₂ = u₁.q⁴ – u₁.q = 14

⇔ u₁q(q³ – 1) = 14

Suy ra: $\frac{u_1\left(1+q+q^2\right)}{u_{1}q\left(q^3-1\right)}=\frac{7}{14}$

$\iff \frac{u_1\left(1+q+q^2\right)}{u_{1}q\left(q-1\right)\left(1+q+q^2\right)}=\frac{7}{14}$

⇔ 2 = q(q – 1)

⇔ q² – q – 2 = 0

⇔ q = 2 hoặc q = – 1.

Với q = 2 thì u₁ = 1.

Với q = – 1 thì u₁ = 7.

Bài 11 trang 58 Toán 11 Tập 1:Tứ giác ABCD có số đo bốn góc A, B, C, D theo thứ tự lập thành cấp số cộng. Biết số đo góc C gấp 5 lần số đo góc A. Tính số đo các góc của tứ giác ABCD theo đơn vị độ.

Lời giải:

Do A, B, C, D theo thứ tự lập thành một cấp số cộng nên ta có:

B = A + d; C = A + 2d; D = A + 3d.

Mặt khác: A + B + C + D = 360°

⇔ A + A + d + A + 2d + A + 3d = 360°

⇔ 4A + 6d = 360°

⇔ 2A + 3d = 180°

Ta lại có: A + 2d = 5A ⇔ d = 2A

⇒ 8A = 180°

⇒ A = 22,5° và d = 45°

⇒ B = 67,5°, C = 112,5°, D = 157,5°.

Lời giải:

Giải sữ người ta đã trồng được n hàng.

Số cây ở mỗi hàng lập thành một cấp số cộng với u₁ = 1, công sai d = 1

Tổng số cây ở n hàng cây là:

$S_n=\frac{n\left(1+n\right)}{2}=\frac{n\left(n+1\right)}{2}$= 4950

⇔ n² + n – 9 900 = 0

⇔ n = 99 (thỏa mãn) hoặc n = – 100 (không thỏa mãn)

Vậy có 99 hàng cây được trồng theo cách trên.

Bài 13 trang 58 Toán 11 Tập 1:Một cái tháp có 11 tầng. Diện tích của mặt sàn tầng 2 bằng nửa diện tích của mặt đáy tháp và diện tích của mặt sàn mỗi tầng bằng nửa diện tích của mặt sàn mỗi tầng ngay bên dưới. Biết mặt đáy tháp có diện tích là 12 288 m². Tính diện tích của mặt trên cùng của tháp theo đơn vị mét vuông.

Lời giải:

Diện tích mặt đáy tháp là u­₁ = 12 288 (m²).

Diện tích mặt sàn tầng 2 là: u₂ = 12 288. $\frac{1}{2}$ = 6 144 (m²).

Gọi diện tích mặt sàn tầng n là u_n với n ∈ ℕ*.

Dãy (u_n) lập thành một cấp số nhân là u₁ = 12 288 và công bội q=$\frac{1}{2}$, có số hạng tổng quát là: u_n = 12 288.${\left(\frac{1}{2}\right)}^{n-1}$.

Diện tích mặt tháp trên cùng chính là mặt tháp thứ 11 nên ta có:

u₁₁ = 12 288. ${\left(\frac{1}{2}\right)}^{11-1}$ = 12 (m²).

Bài 14 trang 58 Toán 11 Tập 1:Một khay nước có nhiệt độ 23°C được đặt vào ngăn đá tủ lạnh. Biết sau mỗi giờ, nhiệt độ của nước giảm 20%. Tính nhiệt độ của khay nước đó sau 6 giờ theo đơn vị độ C.

Lời giải:

Gọi u_n là nhiệt độ của khay nước đó sau n giờ (đơn vị độ C) với n ∈ ℕ*.

Suy ra dãy (u_n) lập thành một cấp số nhân với số hạng đầu u₁ = 23 và công bội q = 80% có số hạng tổng quát u_n = 23.(80%)^{n – 1} độ C.

Vậy sau 6 giờ thì nhiệt độ của khay là u₆ = 23.(80%)⁵ ≈ 7,5°C.

Lời giải:

Độ dài cạnh của hình vuông đầu tiên là: a₁ = 4.

Độ dài cạnh của hình vuông thứ n là: a_n.

Độ dài cạnh của hình vuông thứ n + 1 là: a_n+1 = $\left(\frac{\sqrt{10}}{4}\right).a_n$.

Suy ra: $\frac{a_{n+1}}{a_n}=\frac{\sqrt{10}}{4}$

Vậy (a_n) là một cấp số nhân với số hạng đầu a₁ = 4 và công bội q = $\frac{\sqrt{10}}{4}$.

Bài 16 trang 58 Toán 11 Tập 1:Ông An vay ngân hàng 1 tỉ đồng với lãi suất 12%/năm. Ông đã trả nợ theo cách: Bắt đầu từ tháng thứ nhất sau khi vay, cuối mỗi tháng ông trả ngân hàng cùng số tiền là a (đồng) và đã trả hết nợ sau đúng 2 năm kể từ ngày vay. Hỏi số tiền mỗi tháng mà ông An phải trả là bao nhiêu đồng (làm tròn kết quả đến hàng nghìn)?

Lời giải:

Gọi u_n­ là số tiền sau mỗi tháng ông An còn nợ ngân hàng.

Lãi suất mỗi tháng là 1%.

Ta có:

u₁ = 1 000 000 000 đồng.

u₂ = u₁ + u₁.1% - a = u₁(1 + 1%) – a (đồng)

u₃ = u₁(1 + 1%) – a + [u₁(1 + 1%) – a].1% – a

= u₁(1 + 1%)² – a(1 + 1%) – a

$S_{n-2}=\frac{a\left(1-{\left(99\%\right)}^{n-2}\right)}{1-99\%}=$100a[1 – (99%)^n-2].

Suy ra u_n = u₁(1 + 1%)^n-1 – 100a[1 – (99%)^n-2].

Vì sau 2 năm = 24 tháng thì ông An trả xong số tiền nên n = 24 và u₂₄ = 0. Do đó ta có:

u₂₄ = u₁(1 + 1%)²³ – 100a[1 – (99%)²²] = 0

⇔ 1 000 000 000.(99%)²³ – 100a[1 – (99%)²²] = 0

⇔ a = 40 006 888,25

Vậy mỗi tháng ông An phải trả 40 006 888,25 đồng.