BÀI 3. CẤP SỐ NHÂN
CÁC VÍ DỤ MINH HỌA
Cho cấp số nhân $(u_n)$ có số hạng đầu $u_1 = 5$ và công bội $q = -2$. Tìm số hạng sáu.
Giải
Ta có: $u_6 = u_1 \cdot q^5 = 5 \cdot (-2)^5 = -160$.
Cho cấp số nhân $(u_n)$ với $u_1 = 2$ và $u_3 = 10$. Tìm công bội của cấp số nhân đó.
Giải
Áp dụng công thức số hạng tổng quát của cấp số nhân, ta có: $u_n = u_1 \cdot q^{n-1}$, suy ra $u_3 = u_1 \cdot q^2$, suy ra $10 = 2q^2$, suy ra $q = 5^{1/2} = \sqrt{5}$.
Xác định số hạng đầu và công bội của cấp số nhân $(u_n)$ có $u_4 - u_2 = 54$ và $u_5 - u_3 = 108$.
Giải
Gọi số hạng đầu của cấp số nhân là $u_1$, và công bội là $q$.
Theo giả thiết, ta có:
\[
\begin{cases}
u_4 - u_2 = u_1 q^3 - u_1 q = 54, \\
u_5 - u_3 = u_1 q^4 - u_1 q^2 = 108.
\end{cases}
\]
Suy ra $\dfrac{u_5 - u_3}{u_4 - u_2} = \dfrac{u_1 q^4 - u_1 q^2}{u_1 q^3 - u_1 q} = \dfrac{q^4 - q^2}{q^3 - q} = \dfrac{108}{54} = 2$.
Giải ra được $q = 3$.
Thay vào $u_4 - u_2 = 54$, ta có $u_1(q^3 - q) = 54 \Rightarrow u_1(27 - 3) = 54 \Rightarrow u_1 = \dfrac{54}{24} = \dfrac{9}{4} = 2{,}25$.
Cho một cấp số nhân $(u_n)$ có các số hạng đều không âm và thỏa mãn $u_2 = 6$, $u_4 = 24$. Tính tổng của 12 số hạng đầu tiên của cấp số nhân đó.
Giải
Gọi công bội của cấp số nhân là $q$.
Ta có $u_4 = u_1 \cdot q^3$ và $u_2 = u_1 \cdot q$, suy ra $\dfrac{u_4}{u_2} = q^2 = \dfrac{24}{6} = 4$, suy ra $q = 2$.
Do cấp số nhân có các số hạng không âm nên $q = 2$.
Từ $u_2 = u_1 \cdot q = 6$, suy ra $u_1 = 3$.
Ta có:
\[
S_{12} = u_1 \cdot \dfrac{q^{12} - 1}{q - 1} = 3 \cdot \dfrac{2^{12} - 1}{2 - 1} = 3 \cdot 4095 = 12285.
\]
Một loại vi khuẩn được nuôi cấy trong ống nghiệm, cứ 20 phút lại phân đôi một lần. Nếu ban đầu có 200 vi khuẩn, tính số lượng vi khuẩn có trong ống nghiệm sau 2 giờ. (Hình 1)
Giải
Ta có: 2 giờ = 120 phút = 6 × 20 phút. Do đó, sau 2 giờ vi khuẩn phân đôi 6 lần.
Gọi $u_n$ là số lượng vi khuẩn có trong ống nghiệm sau lần phân đôi thứ $(n-1)$.
Khi đó, dãy số $(u_n)$ là một cấp số nhân với $u_1 = 200$ và $q = 2$.
Ta có $u_7 = u_1 \cdot q^6 = 200 \cdot 2^6 = 12800$.
Vậy sau 2 giờ, trong ống nghiệm có 12 800 vi khuẩn.
