TopStudy

Đáp án và lời giải

Giải SGK Toán 11 KNTT Bài 15. Giới hạn của dãy số có đáp án

Về trang đề

Câu 1

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) Năm số hạng đầu của dãy số (un_{n}) đã cho là u1=(−1)11=−1{u_1} = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^1}}}{1} = - 1; u2=(−1)22=12{u_2} = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^2}}}{2} = \frac{1}{2}; u3=(−1)33=−13{u_3} = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^3}}}{3} = - \frac{1}{3}; u4=(−1)44=14{u_4} = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^4}}}{4} = \frac{1}{4}; u5=(−1)55=−15{u_5} = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^5}}}{5} = - \frac{1}{5}.

Biểu diễn các số hạng này trên trục số, ta được:

Hình minh hoạ

b) Khoảng cách từ un_{n} đến 0 là ∣(−1)nn∣=1nn=1n,  ∀n∈N∗\left| {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}}}{n}} \right| = \frac{{{1^n}}}{n} = \frac{1}{n},\,\,\forall n \in {\mathbb{N}^*}.

Ta có: 1n<0,01\frac{1}{n} < 0{,}01⇔1n<1100⇔n>100\Leftrightarrow \frac{1}{n} < \frac{1}{{100}} \Leftrightarrow n > 100.

Vậy bắt đầu từ số hạng thứ 101 của dãy thì khoảng cách từ un_{n} đến 0 nhỏ hơn 0,01.

Câu 2

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Xét dãy số (un_{n}) có un=(−1)n−13n{u_n} = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^{n - 1}}}}{{{3^n}}}.

Ta có ∣un∣=∣(−1)n−13n∣=13n=(13)n\left| {{u_n}} \right| = \left| {\frac{{{{\left( { - 1} \right)}^{n - 1}}}}{{{3^n}}}} \right| = \frac{1}{{{3^n}}} = {\left( {\frac{1}{3}} \right)^n} và lim⁡n→+∞(13)n=0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {\left( {\frac{1}{3}} \right)^n} = 0.

Do đó, lim⁡n→+∞(−1)n−13n=0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^{n - 1}}}}{{{3^n}}} = 0.

Câu 3

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Ta có: vn_{n} = un_{n} – 1 = n+(−1)nn−1=(1+(−1)nn)−1=(−1)nn\frac{{n + {{\left( { - 1} \right)}^n}}}{n} - 1 = \left( {1 + \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}}}{n}} \right) - 1 = \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}}}{n}.

Do đó, lim⁡n→+∞vn=lim⁡n→+∞(−1)nn=0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {v_n} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{{{\left( { - 1} \right)}^n}}}{n} = 0.

Câu 4

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Ta có: un−3=3.2n−12n−3=(3.2n−1)−3.2n2n=−12n→0{u_n} - 3 = \frac{{{{3.2}^n} - 1}}{{{2^n}}} - 3 = \frac{{\left( {{{3.2}^n} - 1} \right) - {{3.2}^n}}}{{{2^n}}} = - \frac{1}{{{2^n}}} \to 0 khi n ⟶ +∞.

Do vây, lim⁡n→+∞un=3\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = 3.

Câu 5

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Giả sử un_{n} là độ cao (tính bằng mét) của quả bóng sau lần nảy lên thứ n.

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_{1} = 23⋅5\frac{2}{3} \cdot 5.

Tiếp đó, bóng rơi từ độ cao u1_{1} xuống mặt sàn và nảy lên độ cao là u2=23u1=23⋅(23⋅5)=5⋅(23)2{u_2} = \frac{2}{3}{u_1} = \frac{2}{3} \cdot \left( {\frac{2}{3} \cdot 5} \right) = 5 \cdot {\left( {\frac{2}{3}} \right)^2}.

Tiếp đó, bóng rơi từ độ cao u2_{2} xuống mặt sàn và nảy lên độ cao là u3=23u2=23⋅(5⋅(23)2)=5⋅(23)3{u_3} = \frac{2}{3}{u_2} = \frac{2}{3} \cdot \left( {5 \cdot {{\left( {\frac{2}{3}} \right)}^2}} \right) = 5 \cdot {\left( {\frac{2}{3}} \right)^3} và cứ tiếp tục như vậy.

Sau lần chạm sàn thứ n, quả bóng nảy lên độ cao là un=5⋅(23)n{u_n} = 5 \cdot {\left( {\frac{2}{3}} \right)^n}.

Ta có: lim⁡n→+∞(23)n=0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {\left( {\frac{2}{3}} \right)^n} = 0, do đó, lim⁡n→+∞un=0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = 0, suy ra điều phải chứng minh.

Câu 6

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

+) Ta có: un+vn=(2+1n)+(3−2n)=5−1n{u_n} + {v_n} = \left( {2 + \frac{1}{n}} \right) + \left( {3 - \frac{2}{n}} \right) = 5 - \frac{1}{n}.

Lại có (un+vn)−5=(5−1n)−5=−1n→0\left( {{u_n} + {v_n}} \right) - 5 = \left( {5 - \frac{1}{n}} \right) - 5 = - \frac{1}{n} \to 0 khi n ⟶ +∞.

Do vậy, lim⁡n→+∞(un+vn)=5\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {{u_n} + {v_n}} \right) = 5.

+) Ta có: un−2=(2+1n)−2=1n→0{u_n} - 2 = \left( {2 + \frac{1}{n}} \right) - 2 = \frac{1}{n} \to 0 khi n ⟶ +∞.

Do vậy, lim⁡n→+∞un=2\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = 2.

Và vn−3=(3−2n)−3=−2n→0{v_n} - 3 = \left( {3 - \frac{2}{n}} \right) - 3 = - \frac{2}{n} \to 0khi n ⟶ +∞.

Do vây, lim⁡n→+∞vn=3\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {v_n} = 3.

Khi đó, lim⁡n→+∞un+lim⁡n→+∞vn\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} + \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {v_n} = 2 + 3 = 5 = lim⁡n→+∞(un+vn)\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {{u_n} + {v_n}} \right).

Vậy lim⁡n→+∞(un+vn)\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {{u_n} + {v_n}} \right) = lim⁡n→+∞un+lim⁡n→+∞vn\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} + \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {v_n}.

Câu 7

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Áp dụng các quy tắc tính giới hạn, ta được:

lim⁡n→+∞2n2+1n+1\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{\sqrt {2{n^2} + 1} }}{{n + 1}}=lim⁡n→+∞n2(2+1n2)n+1= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{\sqrt {{n^2}\left( {2 + \frac{1}{{{n^2}}}} \right)} }}{{n + 1}}

=lim⁡n→+∞n2+1n2n(1+1n)= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{n\sqrt {2 + \frac{1}{{{n^2}}}} }}{{n\left( {1 + \frac{1}{n}} \right)}}=lim⁡n→+∞2+1n21+1n=21=2= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{\sqrt {2 + \frac{1}{{{n^2}}}} }}{{1 + \frac{1}{n}}} = \frac{{\sqrt 2 }}{1} = \sqrt 2.

Câu 8

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) Ta có: u1_{1} 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 u1=12{u_1} = \frac{1}{2}.

Cứ tiếp tục như thế, ta được: u2=12u1,  u3=12u2{u_2} = \frac{1}{2}{u_1},\,\,{u_3} = \frac{1}{2}{u_2},..., un=12un−1{u_n} = \frac{1}{2}{u_{n - 1}}, ...

Do vậy, độ dài cạnh của các hình vuông được tô màu lập thành một cấp số nhân với số hạng đầu u1=12{u_1} = \frac{1}{2} và công bội q=12q = \frac{1}{2}.

Do đó, tổng của n số hạng đầu là

Sn_{n} = u1_{1} + u2_{2} + ... + un_{n} = u1(1−qn)1−q=12(1−(12)n)1−12\frac{{{u_1}\left( {1 - {q^n}} \right)}}{{1 - q}} = \frac{{\frac{1}{2}\left( {1 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n}} \right)}}{{1 - \frac{1}{2}}}=1−(12)n= 1 - {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n}.

b) Ta có: S = lim⁡n→+∞Sn\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {S_n}= lim⁡n→+∞(1−(12)n)\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {1 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n}} \right) =lim⁡n→+∞1−lim⁡n→+∞(12)n=1−0=1= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } 1 - \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n} = 1 - 0 = 1.

Câu 9

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

S=2+27+272+...+27n−1+...S = 2 + \frac{2}{7} + \frac{2}{{{7^2}}} + ... + \frac{2}{{{7^{n - 1}}}} + ...

Đây là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u1_{1} = 2 và q = 17\frac{1}{7}.

Do đó, S=u11−q=21−17=73S = \frac{{{u_1}}}{{1 - q}} = \frac{2}{{1 - \frac{1}{7}}} = \frac{7}{3}.

Câu 10

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Hình minh hoạ

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_{1} đến A2_{2} với A1_{1}A2_{2} = a = 100 (km), Achilles phải mất thời gian t1=100100=1{t_1} = \frac{{100}}{{100}} = 1(h). Với thời gian t1_{1} này, rùa đã chạy được quãng đường A2_{2}A3_{3} = 1 (km).

Để chạy hết quãng đường từ A2_{2} đến A3_{3} với A2_{2}A3_{3} = 1 (km), Achilles phải mất thời gian t2=1100{t_2} = \frac{1}{{100}}(h). Với thời gian t2_{2} này, rùa đã chạy được quãng đường A3_{3}A4_{4} = 1100\frac{1}{{100}} (km).

Tiếp tục như vậy, để chạy hết quãng đường từ An_{n} đến An+1_{n + 1} với An_{n}An+1_{n + 1} = 1100n−2\frac{1}{{{{100}^{n - 2}}}} (km), Achilles phải mất thời gian tn=1100n−1{t_n} = \frac{1}{{{{100}^{n - 1}}}}(h). ...

b) Tổng thời gian cần thiết để Achilles chạy hết các quãng đường A1_{1}A2_{2}, A2_{2}A3_{3}, ..., An_{n}An+1_{n + 1}, ..., tức là thời gian cần thiết để Achilles đuổi kịp rùa là

T=1+1100+11002+...+1100n−1+1100n+...T = 1 + \frac{1}{{100}} + \frac{1}{{{{100}^2}}} + ... + \frac{1}{{{{100}^{n - 1}}}} + \frac{1}{{{{100}^n}}} + ... (h).

Đó là tổng của một cấp số nhân lùi vô hạn với u1_{1} = 1, công bội q=1100q = \frac{1}{{100}}, nên ta có

T=u11−q=11−1100=10099=1199T = \frac{{{u_1}}}{{1 - q}} = \frac{1}{{1 - \frac{1}{{100}}}} = \frac{{100}}{{99}} = 1\frac{1}{{99}} (h).

Như vậy, Achilles đuổi kịp rùa sau 11991\frac{1}{{99}} 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.

Câu 11

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) Ta có số lượng ban đầu của vi khuẩn là u0_{0} = 50.

Sau chu kì thứ nhất, số lượng vi khuẩn là u1_{1} = 2u0_{0} = 2 . 50.

Sau chu kì thứ hai, số lượng vi khuẩn là u2_{2} = 2u1_{1} = 2 . 2 . 50 = 22^{2} . 50.

Cứ tiếp tục như vậy, ta dự đoán được sau chu kì thứ n, số lượng vi khuẩn là un_{n} = 2n^{n} . 50.

b) Giả sử sau chu kì thứ k, số lượng vi khuẩn sẽ vượt con số 10 000.

Khi đó ta có uk_{k} = 2k^{k} . 50 > 10 000 ⇔ 2k^{k} > 200.

Câu 12

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Ta có: n−n=n(1−1n)n - \sqrt n = n\left( {1 - \frac{1}{{\sqrt n }}} \right). Hơn nữa lim⁡n→+∞n=+∞\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } n = + \infty và lim⁡n→+∞(1−1n)=1\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {1 - \frac{1}{{\sqrt n }}} \right) = 1.

Do đó, lim⁡n→+∞(n−n)=+∞\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {n - \sqrt n } \right) = + \infty.

Câu 13

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) lim⁡n→+∞n2+n+12n2+1\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{{n^2} + n + 1}}{{2{n^2} + 1}}=lim⁡n→+∞n2(1+1n+1n2)n2(2+1n2)= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{{n^2}\left( {1 + \frac{1}{n} + \frac{1}{{{n^2}}}} \right)}}{{{n^2}\left( {2 + \frac{1}{{{n^2}}}} \right)}}=lim⁡n→+∞1+1n+1n22+1n2=12= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{1 + \frac{1}{n} + \frac{1}{{{n^2}}}}}{{2 + \frac{1}{{{n^2}}}}} = \frac{1}{2}.

b) lim⁡n→+∞(n2+2n−n)\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {\sqrt {{n^2} + 2n} - n} \right)=lim⁡n→+∞(n2+2n)−n2n2+2n+n= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{\left( {{n^2} + 2n} \right) - {n^2}}}{{\sqrt {{n^2} + 2n} + n}}

=lim⁡n→+∞2nn2(1+2n)+n= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{2n}}{{\sqrt {{n^2}\left( {1 + \frac{2}{n}} \right)} + n}}=lim⁡n→+∞2nn1+2n+n= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{2n}}{{n\sqrt {1 + \frac{2}{n}} + n}}

=lim⁡n→+∞2nn(1+2n+1)= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{2n}}{{n\left( {\sqrt {1 + \frac{2}{n}} + 1} \right)}}=lim⁡n→+∞21+2n+1=21+1=1= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{2}{{\sqrt {1 + \frac{2}{n}} + 1}} = \frac{2}{{\sqrt 1 + 1}} = 1.

Câu 14

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) Ta có: lim⁡n→+∞un=2\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = 2, do đó, lim⁡n→+∞un2=lim⁡n→+∞(un.un)=2.2=4\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } u_n^2 = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {{u_n}.{u_n}} \right) = 2.2 = 4.

Và lim⁡n→+∞vn=3\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {v_n} = 3 nên lim⁡n→+∞(vn−un)=3−2=1\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {{v_n} - {u_n}} \right) = 3 - 2 = 1.

Vậy lim⁡n→+∞un2vn−un=41=4\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{u_n^2}}{{{v_n} - {u_n}}} = \frac{4}{1} = 4.

b) Ta có: lim⁡n→+∞2=2\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } 2 = 2 và lim⁡n→+∞vn=3\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {v_n} = 3, do đó, lim⁡n→+∞(2vn)=lim⁡n→+∞(2.vn)=2.3=6\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {2{v_n}} \right) = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {2.{v_n}} \right) = 2.3 = 6.

Và lim⁡n→+∞un=2\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = 2 nên lim⁡n→+∞(un+2vn)=2+6=8\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {{u_n} + 2{v_n}} \right) = 2 + 6 = 8.

Vì un_{n} ≥ 0, vn_{n} ≥ 0 với mọi n nên un_{n} + 2vn_{n} ≥ 0 với mọi n và lim⁡n→+∞(un+2vn)=8>0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {{u_n} + 2{v_n}} \right) = 8 > 0.

Do đó, lim⁡n→+∞un+2vn=8=22\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \sqrt {{u_n} + 2{v_n}} = \sqrt 8 = 2\sqrt 2.

Câu 15

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) un=n2+12n−1{u_n} = \frac{{{n^2} + 1}}{{2n - 1}}

Chia cả tử và mẫu của un_{n} cho n2^{2}, ta được un=n2+12n−1{u_n} = \frac{{{n^2} + 1}}{{2n - 1}}=1+1n22n−1n2= \frac{{1 + \frac{1}{{{n^2}}}}}{{\frac{2}{n} - \frac{1}{{{n^2}}}}}.

Vì lim⁡n→+∞(1+1n2)=1>0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {1 + \frac{1}{{{n^2}}}} \right) = 1 > 0, lim⁡n→+∞(2n−1n2)=0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {\frac{2}{n} - \frac{1}{{{n^2}}}} \right) = 0 và 2n−1n2>0\frac{2}{n} - \frac{1}{{{n^2}}} > 0 với mọi n nên

lim⁡n→+∞un=lim⁡n→+∞n2+12n−1=+∞\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {u_n} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \frac{{{n^2} + 1}}{{2n - 1}} = + \infty.

b) vn=2n2+1−n{v_n} = \sqrt {2{n^2} + 1} - n

Ta có: lim⁡n→+∞vn=lim⁡n→+∞(2n2+1−n)\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {v_n} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {\sqrt {2{n^2} + 1} - n} \right)=lim⁡n→+∞(n2(2+1n2)−n)= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {\sqrt {{n^2}\left( {2 + \frac{1}{{{n^2}}}} \right)} - n} \right)

=lim⁡n→+∞(n2+1n2−n)= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {n\sqrt {2 + \frac{1}{{{n^2}}}} - n} \right)=lim⁡n→+∞[n(2+1n2−1)]= \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left[ {n\left( {\sqrt {2 + \frac{1}{{{n^2}}}} - 1} \right)} \right].

Vì lim⁡n→+∞(2+1n2−1)=2−1>0\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {\sqrt {2 + \frac{1}{{{n^2}}}} - 1} \right) = \sqrt 2 - 1 > 0 và lim⁡n→+∞n=+∞\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } n = + \infty.

Nên lim⁡n→+∞[n(2+1n2−1)]=+∞\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left[ {n\left( {\sqrt {2 + \frac{1}{{{n^2}}}} - 1} \right)} \right] = + \infty.

Vậy lim⁡n→+∞vn=lim⁡n→+∞(2n2+1−n)=+∞\mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } {v_n} = \mathop {\lim }\limits_{n \to + \infty } \left( {\sqrt {2{n^2} + 1} - n} \right) = + \infty.

Câu 16

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

a) Ta có: 1,(12) = 1,121212... = 1 + 0,12 + 0,0012 + 0,000012 + ...

= 1 + 12 . 10−2^{-2} + 12 . 10−4^{-4} + 12 . 10−6^{-6} + ...

= 1 + 12 . (10−2^{-2} + 10−4^{-4} + 10−6^{-6} + ...)

Do 10−2^{-2} + 10−4^{-4} + 10−6^{-6} + ... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u1_{1} = 10−2^{-2} và q = 10−2^{-2} nên

10−2^{-2} + 10−4^{-4} + 10−6^{-6} + ... = 10−21−10−2=199\frac{{{{10}^{ - 2}}}}{{1 - {{10}^{ - 2}}}} = \frac{1}{{99}}.

Vậy 1,(12) = 1+12.199=3333+433=37331 + 12.\frac{1}{{99}} = \frac{{33}}{{33}} + \frac{4}{{33}} = \frac{{37}}{{33}}.

b) Ta có: 3,(102) = 3,102102102... = 3 + 0,102 + 0,000102 + 0,000000102 + ...

= 3 + 102 . 10−3^{-3} + 102 . 10−6^{-6} + 102 . 10−9^{-9} + ...

= 3 + 102 . (10−3^{-3} + 10−6^{-6} + 10−9^{-9} + ...)

Do 10−3^{-3} + 10−6^{-6} + 10−9^{-9} + ... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u1_{1} = 10−3^{-3} và q = 10−3^{-3} nên

10−3^{-3} + 10−6^{-6} + 10−9^{-9} + ... = 10−31−10−3=1999\frac{{{{10}^{ - 3}}}}{{1 - {{10}^{ - 3}}}} = \frac{1}{{999}}.

Vậy 3,(102) = 3 + 102.1999=3+34333=1033333102.\frac{1}{{999}} = 3 + \frac{{34}}{{333}} = \frac{{1033}}{{333}}.

Câu 17

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

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^{2}) = 150(1 + 0,05 + 0,052^{2})

Lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân sau khi uống viên thuốc của ngày thứ tư là

150 + 150(1 + 0,05 + 0,052^{2}) . 5% = 150(1 + 0,05 + 0,052^{2} + 0,053^{3})

Lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân sau khi uống viên thuốc của ngày thứ năm là

150 + 150(1 + 0,05 + 0,052^{2} + 0,053^{3}) . 5% = 150(1 + 0,05 + 0,052^{2} + 0,053^{3} + 0,054^{4})

= 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

S = 150(1 + 0,05 + 0,052^{2} + 0,053^{3} + 0,054^{4} + ...) (mg)

Lại có 1 + 0,05 + 0,052^{2} + 0,053^{3} + 0,054^{4} + ... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với số hạng đầu u1_{1} = 1 và công bội q = 0,05.

Do đó, 1 + 0,05 + 0,052^{2} + 0,053^{3} + 0,054^{4} + ... = u11−q=11−0,05=2019\frac{{{u_1}}}{{1 - q}} = \frac{1}{{1 - 0{,}05}} = \frac{{20}}{{19}}.

Suy ra S = 150⋅2019=400361150 \cdot \frac{{20}}{{19}} = \frac{{400}}{{361}} (mg).

Câu 18

Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý

Lời giải:

Tam giác AA1_{1}B vuông tại A1_{1} có AB = h và B^=α\widehat B = \alpha.

Do đó, AA1_{1} = AB sinB = h sin α.

Ta có: B^+BAA1^=90∘\widehat B + \widehat {BA{A_1}} = 90^\circ và A1AA2^+BAA1^=90∘\widehat {{A_1}A{A_2}} + \widehat {BA{A_1}} = 90^\circ, suy ra A1AA2^=B^=α\widehat {{A_1}A{A_2}} = \widehat B = \alpha.

Tam giác AA1_{1}A2_{2} vuông tại A2_{2} nên A1_{1}A2_{2} = AA1_{1} sinA1AA2^\widehat {{A_1}A{A_2}} = h sin α . sin α = h sin2^{2} α.

Vì AB ⊥ AC và A1_{1}A2_{2} ⊥ AC nên AB // A1_{1}A2_{2}, suy ra A2A1A3^=B^=α\widehat {{A_2}{A_1}{A_3}} = \widehat B = \alpha (2 góc đồng vị).

Tam giác A1_{1}A2_{2}A3_{3} vuông tại A3_{3} nên A2_{2}A3_{3} = A1_{1}A2_{2} . sinA2A1A3^\widehat {{A_2}{A_1}{A_3}} = h sin2^{2} α . sin α = h sin3^{3} α.

Vì AA1_{1} ⊥ BC và A2_{2}A3_{3} ⊥ BC nên AA1_{1} // A2_{2}A3_{3}, suy ra A3A2A4^=A1AA2^=α\widehat {{A_3}{A_2}{A_4}} = \widehat {{A_1}A{A_2}} = \alpha.

Tam giác A2_{2}A3_{3}A4_{4} vuông tại A4_{4} nên A3_{3}A4_{4} = A2_{2}A3_{3} . sinA3A2A4^\widehat {{A_3}{A_2}{A_4}} = h sin3^{3} α . sin α = h sin4^{4} α.

Cứ tiếp tục như vậy, ta xác định được An–1_{n – 1}An_{n} = h sinn^{n} α.

Ta có: AA1_{1}A2_{2}A3_{3}... = AA1_{1} + A1_{1}A2_{2} + A2_{2}A3_{3} + ... + An–1_{n – 1}An_{n} + ...

= h sin α + h sin2^{2} α + h sin3^{3} α + ... + h sinn^{n} α + ...

Vì góc B là góc nhọn nên sin B = sin α < 1, do đó |sin α| < 1.

Khi đó, độ dài của đường gấp khúc vô hạn AA1_{1}A2_{2}A3_{3}... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với số hạng đầu u1_{1}= h sin α và công bội q = sin α.

Do đó, AA1_{1}A2_{2}A3_{3}... = u11−q=hsin⁡α1−sin⁡α\frac{{{u_1}}}{{1 - q}} = \frac{{h\sin \alpha }}{{1 - \sin \alpha }}.