Đáp án và lời giải
Giải SGK Toán 11 KNTT Bài 15. Giới hạn của dãy số có đáp án
Câu 1
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
a) Năm số hạng đầu của dãy số (u) đã cho là ; ; ; ; .
Biểu diễn các số hạng này trên trục số, ta được:

b) Khoảng cách từ u đến 0 là .
Ta có: .
Vậy bắt đầu từ số hạng thứ 101 của dãy thì khoảng cách từ u đến 0 nhỏ hơn 0,01.
Câu 2
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
Xét dãy số (u) có .
Ta có và .
Do đó, .
Câu 3
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
Ta có: v = u – 1 = .
Do đó, .
Câu 4
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
Ta có: khi n ⟶ +∞.
Do vây, .
Câu 5
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
Giả sử u 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 u = .
Tiếp đó, bóng rơi từ độ cao u xuống mặt sàn và nảy lên độ cao là .
Tiếp đó, bóng rơi từ độ cao u 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.
Câu 6
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
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 = .
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:
.
Câu 8
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
a) Ta có: u 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 .
Cứ tiếp tục như thế, ta được: ,..., , ...
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
S = u + u + ... + u = .
b) Ta có: S = = .
Câu 9
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
Đây là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u = 2 và q = .
Do đó, .
Câu 10
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
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 A đến A với AA = a = 100 (km), Achilles phải mất thời gian (h). Với thời gian t này, rùa đã chạy được quãng đường AA = 1 (km).
Để chạy hết quãng đường từ A đến A với AA = 1 (km), Achilles phải mất thời gian (h). Với thời gian t này, rùa đã chạy được quãng đường AA = (km).
Tiếp tục như vậy, để chạy hết quãng đường từ A đến A với AA = (km), Achilles phải mất thời gian (h). ...
b) Tổng thời gian cần thiết để Achilles chạy hết các quãng đường AA, AA, ..., AA, ..., tức là thời gian cần thiết để Achilles đuổi kịp rùa là
(h).
Đó là tổng của một cấp số nhân lùi vô hạn với u = 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.
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 u = 50.
Sau chu kì thứ nhất, số lượng vi khuẩn là u = 2u = 2 . 50.
Sau chu kì thứ hai, số lượng vi khuẩn là u = 2u = 2 . 2 . 50 = 2 . 50.
Cứ tiếp tục như vậy, ta dự đoán được sau chu kì thứ n, số lượng vi khuẩn là u = 2 . 50.
b) Giả sử sau chu kì thứ k, số lượng vi khuẩn sẽ vượt con số 10 000.
Khi đó ta có u = 2 . 50 > 10 000 ⇔ 2 > 200.
Câu 12
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
Ta có: . Hơn nữa và .
Do đó, .
Câu 13
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
a) .
b)
.
Câu 14
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
a) Ta có: , do đó, .
Và nên .
Vậy .
b) Ta có: và , do đó, .
Và nên .
Vì u ≥ 0, v ≥ 0 với mọi n nên u + 2v ≥ 0 với mọi n và .
Do đó, .
Câu 15
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
a)
Chia cả tử và mẫu của u cho n, ta được .
Vì , và với mọi n nên
.
b)
Ta có:
.
Vì và .
Nên .
Vậy .
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 + 12 . 10 + 12 . 10 + ...
= 1 + 12 . (10 + 10 + 10 + ...)
Do 10 + 10 + 10 + ... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u = 10 và q = 10 nên
10 + 10 + 10 + ... = .
Vậy 1,(12) = .
b) Ta có: 3,(102) = 3,102102102... = 3 + 0,102 + 0,000102 + 0,000000102 + ...
= 3 + 102 . 10 + 102 . 10 + 102 . 10 + ...
= 3 + 102 . (10 + 10 + 10 + ...)
Do 10 + 10 + 10 + ... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với u = 10 và q = 10 nên
10 + 10 + 10 + ... = .
Vậy 3,(102) = 3 + .
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 + 0,05) = 150(1 + 0,05 + 0,05)
Lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân sau khi uống viên thuốc của ngày thứ tư là
150 + 150(1 + 0,05 + 0,05) . 5% = 150(1 + 0,05 + 0,05 + 0,05)
Lượng thuốc trong cơ thể bệnh nhân sau khi uống viên thuốc của ngày thứ năm là
150 + 150(1 + 0,05 + 0,05 + 0,05) . 5% = 150(1 + 0,05 + 0,05 + 0,05 + 0,05)
= 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 + 0,05 + 0,05 + 0,05 + ...) (mg)
Lại có 1 + 0,05 + 0,05 + 0,05 + 0,05 + ... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với số hạng đầu u = 1 và công bội q = 0,05.
Do đó, 1 + 0,05 + 0,05 + 0,05 + 0,05 + ... = .
Suy ra S = (mg).
Câu 18
Hướng dẫn chấm do TopStudy biên soạn, mang tính gợi ý
Lời giải:
Tam giác AAB vuông tại A có AB = h và .
Do đó, AA = AB sinB = h sin α.
Ta có: và , suy ra .
Tam giác AAA vuông tại A nên AA = AA sin = h sin α . sin α = h sin α.
Vì AB ⊥ AC và AA ⊥ AC nên AB // AA, suy ra (2 góc đồng vị).
Tam giác AAA vuông tại A nên AA = AA . sin = h sin α . sin α = h sin α.
Vì AA ⊥ BC và AA ⊥ BC nên AA // AA, suy ra .
Tam giác AAA vuông tại A nên AA = AA . sin = h sin α . sin α = h sin α.
Cứ tiếp tục như vậy, ta xác định được AA = h sin α.
Ta có: AAAA... = AA + AA + AA + ... + AA + ...
= h sin α + h sin α + h sin α + ... + h sin 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 AAAA... là tổng của cấp số nhân lùi vô hạn với số hạng đầu u= h sin α và công bội q = sin α.
Do đó, AAAA... = .