
Anonymous
0
0
Toán 11 Bài 15 (Kết nối tri thức): Giới hạn của dãy số
- asked 4 months agoVotes
0Answers
0Views
Giải Toán 11 Bài 15: Giới hạn của dãy số
Bài giảng Toán 11 Bài 15: Giới hạn của dãy số
1. Giới hạn hữu hạn của dãy số
Giải Toán 11trang 105
HĐ1 trang 105 Toán 11 Tập 1:Nhận biết dãy số có giới hạn là 0
a) Biểu diễn năm số hạng đầu của dãy số này trên trục số.
b) Bắt đầu từ số hạng nào của dãy, khoảng cách từ un đến 0 nhỏ hơn 0,01?
Lời giải:
a) Năm số hạng đầu của dãy số (un) đã cho là ; ; ; ; .
Biểu diễn các số hạng này trên trục số, ta được:
b) Khoảng cách từ un đến 0 là .
Ta có: .
Vậy bắt đầu từ số hạng thứ 101 của dãy thì khoảng cách từ un đến 0 nhỏ hơn 0,01.
Luyện tập 1 trang 105 Toán 11 Tập 1:Chứng minh rằng.
Lời giải:
Xét dãy số (un) có .
Ta cóvà .
Do đó, .
HĐ2 trang 105 Toán 11 Tập 1:Nhận biết dãy số có giới hạn hữu hạn
Cho dãy số (un) với . Xét dãy số (vn) xác định bởi vn = un – 1.
Lời giải:
Ta có: vn = un – 1 = .
Do đó, .
Giải Toán 11trang 106
Luyện tập 2 trang 106 Toán 11 Tập 1:Cho dãy số (un) với. Chứng minh rằng.
Lời giải:
Ta có: khi n ⟶ +∞.
Do vây, .
Vận dụng 1 trang 106 Toán 11 Tập 1:Một quả bóng cao su được thả từ độ cao 5 m xuống mặt sàn. Sau mỗi lần chạm sàn, quả bóng nảy lên độ cao bằngđộ cao trước đó. Giả sử rằng quả bóng luôn chuyển động vuông góc với mặt sàn và quá trình này tiếp diễn vô hạn lần. Giả sử unlà độ cao (tính bằng mét) của quả bóng sau lần nảy lên thứ n. Chứng minh rằng dãy số (un) có giới hạn là 0.
Lời giải:
Một quả bóng cao su được thả từ độ cao 5 m xuống mặt sàn, sau lần chạm sàn đầu tiên, quả bỏng nảy lên một độ cao là u1 = .
Tiếp đó, bóng rơi từ độ cao u1 xuống mặt sàn và nảy lên độ cao là .
Tiếp đó, bóng rơi từ độ cao u2 xuống mặt sàn và nảy lên độ cao là và cứ tiếp tục như vậy.
Sau lần chạm sàn thứ n, quả bóng nảy lên độ cao là .
Ta có: , do đó, , suy ra điều phải chứng minh.
2. Định lí về giới hạn hữu hạn của dãy số
HĐ3 trang 106 Toán 11 Tập 1:Hình thành quy tắc tính giới hạn
Cho hai dãy số (un) và (vn) với .
Lời giải:
+) Ta có: .
Lại có khi n ⟶ +∞.
Do vậy, .
+) Ta có: khi n ⟶ +∞.
Do vậy, .
Và khi n ⟶ +∞.
Do vây, .
Khi đó, = 2 + 3 = 5 = .
Vậy = .
Giải Toán 11trang 107
Luyện tập 3 trang 107 Toán 11 Tập 1:Tìm.
Lời giải:
Áp dụng các quy tắc tính giới hạn, ta được:
.
3. Tổng của cấp số nhân lùi vô hạn
HĐ4 trang 107 Toán 11 Tập 1:Làm quen với việc tính tổng vô hạn
Lời giải:
a) Ta có: u1 là độ dài cạnh của hình vuông được tô màu tạo từ việc chia hình vuông cạnh 1 thành 4 hình vuông nhỏ bằng nhau, do đó .
Do vậy, độ dài cạnh của các hình vuông được tô màu lập thành một cấp số nhân với số hạng đầu và công bội .
Do đó, tổng của n số hạng đầu là
b) Ta có: S = = .
Giải Toán 11trang 108
Lời giải:
Đây là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u1 = 2 và q = .
Do đó, .
Vận dụng 2 trang 108 Toán 11 Tập 1:(Giải thích nghịch lí Zeno)
c) Sai lầm trong lập luận của Zeno là ở đâu?
Lời giải:
Ta có: Achilles chạy với vận tốc 100 km/h, vận tốc của rùa là 1 km/h.
a) Để chạy hết quãng đường từ A1 đến A2 với A1A2 = a = 100 (km), Achilles phải mất thời gian (h). Với thời gian t1 này, rùa đã chạy được quãng đường A2A3 = 1 (km).
Để chạy hết quãng đường từ A2 đến A3 với A2A3 = 1 (km), Achilles phải mất thời gian (h). Với thời gian t2 này, rùa đã chạy được quãng đường A3A4 = (km).
Đó là tổng của một cấp số nhân lùi vô hạn với u1 = 1, công bội , nên ta có
(h).
Như vậy, Achilles đuổi kịp rùa sau giờ.
c) Nghịch lý Zeno chỉ đúng với điều kiện là tổng thời gian Achilles chạy hết các quãng đường để đuổi kịp rùa phải là vô hạn, còn nếu nó hữu hạn thì đó chính là khoảng thời gian mà anh bắt kịp được rùa.
4. Tổng của cấp số nhân lùi vô hạn
HĐ5 trang 108 Toán 11 Tập 1:Nhận biết giới hạn vô cực
a) Dự đoán công thức tính số vi khuẩn un sau chu kì thứ n.
b) Sau bao lâu, số lượng vi khuẩn sẽ vượt con số 10 000?
Lời giải:
a) Ta có số lượng ban đầu của vi khuẩn là u0 = 50.
Sau chu kì thứ nhất, số lượng vi khuẩn là u1 = 2u0 = 2 . 50.
Sau chu kì thứ hai, số lượng vi khuẩn là u2 = 2u1 = 2 . 2 . 50 = 22 . 50.
Cứ tiếp tục như vậy, ta dự đoán được sau chu kì thứ n, số lượng vi khuẩn là un = 2n . 50.
b) Giả sử sau chu kì thứ k, số lượng vi khuẩn sẽ vượt con số 10 000.
Khi đó ta có uk = 2k . 50 > 10 000 ⇔ 2k > 200.
Giải Toán 11trang 109
Luyện tập 5 trang 109 Toán 11 Tập 1:Tính.
Lời giải:
Ta có: . Hơn nữa và .
Do đó, .
Bài tập
Bài 5.1 trang 109 Toán 11 Tập 1:Tìm các giới hạn sau:
Lời giải:
a) .
b)
.
Bài 5.2 trang 109 Toán 11 Tập 1:Cho hai dãy số không âm (un) và (vn) vớivà. Tìm các giới hạn sau:
Lời giải:
a) Ta có: , do đó, .
Và nên .
Vậy .
b) Ta có: và , do đó, .
Và nên .
Vì un ≥ 0, vn ≥ 0 với mọi n nên un + 2vn ≥ 0 với mọi n và .
Do đó, .
Bài 5.3 trang 109 Toán 11 Tập 1:Tìm giới hạn của các dãy số cho bởi:
Lời giải:
a)
Chia cả tử và mẫu của un cho n2, ta được .
Vì , và với mọi n nên
.
b)
Ta có:
Vì và .
Nên
Vậy .
Bài 5.4 trang 109 Toán 11 Tập 1:Viết các số thập phân vô hạn tuần hoàn sau đây dưới dạng phân số:
Lời giải:
Vậy 1,(12) = .
Vậy 3,(102) = 3 + .
Bài 5.5 trang 109 Toán 11 Tập 1:Một bệnh nhân hằng ngày phải uống một viên thuốc 150 mg. Sau ngày đầu, trước mỗi lần uống, hàm lượng thuốc cũ trong cơ thể vẫn còn 5%. Tính lượng thuốc có trong cơ thể sau khi uống viên thuốc của ngày thứ 5. Ước tính lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân nếu bệnh nhân sử dụng thuốc trong một thời gian dài.
Lời giải:
Lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân sau khi uống viên thuốc của ngày đầu tiên là 150 mg.
Sau ngày đầu, trước mỗi lần uống, hàm lượng thuốc cũ trong cơ thể vẫn còn 5%.
Do đó, lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân sau khi uống viên thuốc của ngày thứ hai là
150 + 150 . 5% = 150(1 + 0,05).
Lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân sau khi uống viên thuốc của ngày thứ ba là
150 + 150(1 + 0,05) . 5% = 150 + 150(0,05 + 0,052) = 150(1 + 0,05 + 0,052)
Lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân sau khi uống viên thuốc của ngày thứ tư là
150 + 150(1 + 0,05 + 0,052) . 5% = 150(1 + 0,05 + 0,052 + 0,053)
Lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân sau khi uống viên thuốc của ngày thứ năm là
150 + 150(1 + 0,05 + 0,052 + 0,053) . 5% = 150(1 + 0,05 + 0,052 + 0,053 + 0,054)
= 157,8946875 (mg).
Cứ tiếp tục như vậy, ta ước tính lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân nếu bệnh nhân sử dụng thuốc trong một thời gian dài là
Suy ra S = .
Lời giải:
Tam giác AA1B vuông tại A1 có AB = h và .
Do đó, AA1 = AB sinB = h sin α.
Ta có: và , suy ra .
Tam giác AA1A2 vuông tại A2 nên A1A2 = AA1 sin = h sin α . sin α = h sin2 α.
Vì AB ⊥ AC và A1A2 ⊥ AC nên AB // A1A2, suy ra (2 góc đồng vị).
Tam giác A1A2A3 vuông tại A3 nên A2A3 = A1A2 . sin = h sin2 α . sin α = h sin3 α.
Vì AA1 ⊥ BC và A2A3 ⊥ BC nên AA1 // A2A3, suy ra .
Tam giác A2A3A4 vuông tại A4 nên A3A4 = A2A3 . sin = h sin3 α . sin α = h sin4 α.
Cứ tiếp tục như vậy, ta xác định được An – 1An = h sinn α.
Vì góc B là góc nhọn nên sin B = sin α < 1, do đó |sin α| < 1.
Lý thuyết Giới hạn của dãy số
1. Giới hạn hữu hạn của dãy số
Ta nói dãy số có giới hạn 0 khi n dần tới dương vô cực, nếu có thể nhỏ hơn một số dương bé tùy ý , kể tử một số hạng nào đó trở đi, kí hiệu hay khi .
Ta nói dãy số có giới hạn là số thực a khi n dần tới dương vô cực, nếu , kí hiệu hay khi .
* Chú ý: Nếu (c là hằng số) thì
2. Định lí về giới hạn hữu hạn của dãy số
a, Nếu thì
b, Nếu thì với mọi n và thì và .
3. Tổng của cấp số nhân lùi vô hạn
4. Giới hạn vô cực của dãy số
Dãy số được gọi là có giới hạn khi nếu có thể lớn hơn một số dương bất kì, kể từ một số hạng nào đó trở đi, kí hiệu hay khi .
Dãy số được gọi là có giới hạn khi nếu , kí hiệu hay khi .
*Quy tắc:
Nếu và (hoặc) thì .
Nếu và thì .
Nếu và thì .
