Задача: Митя играет в компьютерную игру и ему нужно набрать не менее 50 000 очков, чтобы перейти на следующий уровень. С каждой минутой количество получаемых очков удваивается, начиная с 2 очков за первую минуту. Необходимо определить, через сколько минут Митя сможет перейти на следующий уровень.
Решение:
Количество очков, получаемых Митей за каждую минуту, образует геометрическую прогрессию со следующими параметрами:
* Первый член прогрессии: $$a_1 = 2$$
* Знаменатель прогрессии: $$q = 2$$
Сумма $$n$$ членов геометрической прогрессии вычисляется по формуле:
$$S_n = a_1 * \frac{q^n - 1}{q - 1}$$
Нам нужно найти минимальное $$n$$, при котором $$S_n \geq 50000$$. Подставим известные значения:
$$S_n = 2 * \frac{2^n - 1}{2 - 1} = 2(2^n - 1)$$
Итак, нам нужно решить неравенство:
$$2(2^n - 1) \geq 50000$$
Разделим обе части неравенства на 2:
$$2^n - 1 \geq 25000$$
Прибавим 1 к обеим частям неравенства:
$$2^n \geq 25001$$
Чтобы найти $$n$$, необходимо взять логарифм по основанию 2 от обеих частей:
$$n \geq \log_2{25001}$$
Так как $$2^{14} = 16384$$ и $$2^{15} = 32768$$, то $$n$$ должно быть равно 15, чтобы условие выполнялось. Поэтому, Мите потребуется 15 минут, чтобы набрать необходимое количество очков.
Проверим:
$$S_{15} = 2(2^{15} - 1) = 2(32768 - 1) = 2 * 32767 = 65534$$
Так как $$65534 \geq 50000$$, то это подтверждает наше решение.
Ответ: Митя перейдет на следующий уровень через 15 минут.