Дано:
Два геометрических прогрессии:
Найти:
Решение:
1. Найдём $$S_5$$ для первой прогрессии.
Формула суммы первых $$n$$ членов геометрической прогрессии: $$S_n = b_1 \frac{1 - q^n}{1 - q}$$, где $$b_1$$ — первый член прогрессии, $$q$$ — знаменатель прогрессии.
Для первой прогрессии:
Подставляем в формулу суммы:
$$S_5 = 16 \frac{1 - \left(-\frac{1}{2}\right)^5}{1 - \left(-\frac{1}{2}\right)} = 16 \frac{1 - \left(-\frac{1}{32}\right)}{1 + \frac{1}{2}} = 16 \frac{1 + \frac{1}{32}}{\frac{3}{2}} = 16 \frac{\frac{33}{32}}{\frac{3}{2}} = 16 \cdot \frac{33}{32} \cdot \frac{2}{3} = \frac{16 \cdot 33 · 2}{32 · 3} = \frac{33 · 2}{2 · 3} = \frac{33}{3} = 11$$
2. Найдём $$S_n$$ для первой прогрессии.
Формула уже дана: $$S_n = b_1 \frac{1 - q^n}{1 - q}$$. Подставляем значения $$b_1 = 16$$ и $$q = -\frac{1}{2}$$:
$$S_n = 16 \frac{1 - \left(-\frac{1}{2}\right)^n}{1 - \left(-\frac{1}{2}\right)} = 16 \frac{1 - \left(-\frac{1}{2}\right)^n}{\frac{3}{2}} = 16 \cdot \frac{2}{3} · \left(1 - \left(-\frac{1}{2}\right)^n\right) = \frac{32}{3} · \left(1 - \left(-\frac{1}{2}\right)^n\right)$$
3. Найдем количество членов второй прогрессии, чтобы их сумма была равна $$\frac{61}{3}$$.
Для второй прогрессии:
Используем формулу суммы $$S_n = b_1 \frac{1 - q^n}{1 - q}$$ и приравниваем её к $$\frac{61}{3}$$:
$$
27 \frac{1 - \left(-\frac{1}{3}\right)^n}{1 - \left(-\frac{1}{3}\right)} = \frac{61}{3}$$
$$27 \frac{1 - \left(-\frac{1}{3}\right)^n}{\frac{4}{3}} = \frac{61}{3}$$
$$27 · \frac{3}{4} · \left(1 - \left(-\frac{1}{3}\right)^n\right) = \frac{61}{3}$$
$$
\frac{81}{4} · \left(1 - \left(-\frac{1}{3}\right)^n\right) = \frac{61}{3}$$
$$1 - \left(-\frac{1}{3}\right)^n = \frac{61}{3} · \frac{4}{81} = \frac{244}{243}$$
$$\left(-\frac{1}{3}\right)^n = 1 - \frac{244}{243} = \frac{243 - 244}{243} = -\frac{1}{243}$$
Так как $$243 = 3^5$$, то:
$$\left(-\frac{1}{3}\right)^n = -\frac{1}{3^5}$$
$$\left(-\frac{1}{3}\right)^n = \left(-\frac{1}{3}\right)^5$$
Следовательно, $$n = 5$$.
Ответ:
a) $$S_5 = 11$$
8) $$S_n = \frac{32}{3} \u00B7 \left(1 - \left(-\frac{1}{2}\right)^n\right)$$
6) $$n = 5$$