Číselné rady

Portál: Virtuálna Univerzita Mateja Bela
Kurz: Vybrané kapitoly z aritmetiky a analytickej geometrie
Kniha: Číselné rady
Vytlačil(a): Hosťovský používateľ
Dátum: nedeľa, 28 apríla 2024, 13:02

Zadanie

V nasledujúcich úlohách je číslo  n prirodzené číslo:  n \in N
Riešte úlohy
  1. Súčet  1 + 3 + 5 + ... + (2n-1) zapíšte pomocou sumačnej symboliky, nájdite vzorec (formulu) pre jeho výpočet a pomocou neho vypočítajte  1 + 3 + ... + 99 .
  2. Nájdite vzorec (formulu) pre výpočet súčtu: 
    1.  \sum_{i=1}^{n} { \frac{1}{(3i-2)}. \frac{1}{(3i+1)} } = \frac{1}{1.4} +\frac{1}{4.7}+\frac{1}{7.10}+... .
    2.  (1- \frac{1}{2^2} ).(1- \frac{1}{3^2} ).(1- \frac{1}{4^2} )...(1- \frac{1}{n^2} ) a vypočítajte hodnotu súčinu pre  n=50
\( .\)

Riešenie - 1. úloha

Nech  n\in N je prirodzené číslo. Súčet  1 + 3 + 5 + ... + (2n-1) zapíšte pomocou sumačnej symboliky.
Nájdite formulu pre jeho výpočet a pomocou neho vypočítajte  1 + 3 + ... + 99 .

  1. Skúmajme čiastkové súčty:
    •  1 + 3 = 4 = 2^2  
    •  1 + 3 + 5 = 9 = 3^2  
    •  1 + 3 + 5 + 7 = 16 = 4^2  
    Pomocou matematickej indukcie dokážte, že platí:  1 + 3 + 5 + ... + (2n - 1) = n^2. .
  2. Súčet  1 + 3 + 5 + ... + (2n -1) predstavuje aritmetickú postupnosť s parametrami:   a_1=1,d=2
    Pre jej súčet platí:  \sum_{i=1}^{n} {(2i-1)} = \frac{n}{2} (1+(2n-1))=n^2 .

Riešenie

\( .\)

Riešenie - 2a. úloha

Nájdite formulu pre výpočet súčtu:   \sum_{i=1}^{n} { \frac{1}{(3i-2)}. \frac{1}{(3i+1)} } = \frac{1}{1.4} +\frac{1}{4.7}+\frac{1}{7.10}+... , kde  n je prirodzené číslo.

A) Skúmajme čiastkové súčty:
  1. pre  i=1 dostaneme:  \frac{1}{1.4} = \frac{1}{4}=\frac{1}{3.1+1}
  2. pre  i=2 dostaneme:  \frac{1}{1.4} +\frac{1}{4.7}= \frac{2}{7}=\frac{2}{3.2+1}
  3. pre  i=3 dostaneme:  \frac{1}{1.4} +\frac{1}{4.7}+\frac{7}{10}= \frac{3}{10}=\frac{3}{3.3+1}  
     Matematickou indukciou dokážte, že súčet  \frac{1}{1.4} +\frac{1}{4.7}+\frac{7}{10}+ ... sa rovná číslu   \frac{n}{3.n+1} .  
B) Rozkladom na parciálne zlomky
               \sum_{i=1}^{n} { \frac{1}{(3i-2)}. \frac{1}{(3i+1)} } = \frac{A}{(3i-2)}-\frac{B}{(3i+1)} určíme  A= \frac{1}{3} ,B=\frac{1}{3} . Potom
          \sum_{i=1}^{n}{ \frac{1}{(3i-2)}. \frac{1}{(3i+1)} } =\sum_{i=1}^{n}\frac{ \frac{1}{3} }{(3i-2)}-\frac{ \frac{1}{3} }{(3i+1)}= 
          = \frac{1}{3} [(1-\frac{1}{4})+(\frac{1}{4}-\frac{1}{7})+(\frac{1}{7}-\frac{1}{10})+...(\frac{1}{3n-2}-\frac{1}{3n+1})] ,
         odkiaľ dostaneme  s_n= \frac{1}{3} [1-\frac{1}{3n+1}] .   

Riešenie

\( .\)