3.5 Άθροισμα άπειρων όρων γεωμετρικής προόδου |
|
Έχουμε ένα σχοινί μήκους μ. Το κόβουμε στη μέση και παίρνουμε το μισό, παίρνουμε δηλαδή σχοινί μήκους μ2. Ξανακόβουμε το άλλο κομμάτι στη μέση και παίρνουμε το μισό, παίρνουμε δηλαδή σχοινί μήκους μ4. |
|
Το ίδιο επαναλαμβάνουμε ν φορές και έτσι έχουμε πάρει συνολικά σχοινί με μήκος Sν = μ2 + μ4 + μ8 + … + μ2ν To Sv είναι το άθροισμα των πρώτων ν όρων μιας γεωμετρικής προόδου με λόγο 12. Είναι φανερό ότι, όσο μεγαλύτερο είναι το ν τόσο περισσότερο το Sv πλησιάζει το μήκος μ ή, όπως λέμε, το Sv έχει όριο το μ. Το γεγονός αυτό το συμβολίζουμε ως εξής: και διαβάζουμε: «Όριο του Sv, όταν το ν τείνει στο +∞ είναι ίσο με μ». Το λέγεται άθροισμα των άπειρων όρων της γεωμετρικής προόδου μ2, μ4, μ8, … Γενικότερα τώρα, ας πάρουμε τον τύπο του αθροίσματος των πρώτων ν όρων μιας γεωμετρικής προόδου, που είναι Sν = α1·λν - 1λ - 1 Έχουμε Sν = α1·λν - 1λ - 1 = α1λν - α1λ - 1 = α1 - α1λν1 - λ = α1 1 - λ - α1λν1 - λ Ας εξετάσουμε τη συμπεριφορά του λν για |λ| < 1, δηλαδή για -1 < λ < 1, π.χ. λ = 12. |
Είναι λ2 = (12)2 = 14 = 0,25 λ3 = (12)3 = 18 = 0,125 λ4 = (12)4 = 116 = 0,0625 λ5 = (12)5 = 132 = 0,03125 ………………………………… λ20 = (12)20 = 1 220 ≈ 0,0000001 κτλ. Παρατηρούμε δηλαδή ότι, για πολύ μεγάλες τιμές του ν, το λν πλησιάζει ολοένα και περισσότερο στο μηδέν. Αυτό σημαίνει ότι και το α1λν1 - λ πλησιάζει ολοένα και περισσότερο στο μηδέν με αποτέλεσμα, το Sν = α1 1 - λ - α1λν1 - λ να πλησιάζει ολοένα και περισσότερο στον αριθμό α1 1 - λ. Το ίδιο συμβαίνει και για οποιαδήποτε τιμή του λ με |λ| < 1. Το γεγονός αυτό το συμβολίζουμε, όπως και παραπάνω, ως εξής: . Το λέγεται άθροισμα των άπειρων όρων της γεωμετρικής προόδου με |λ| < 1 και συμβολίζεται με S. Επομένως: Το άθροισμα των άπειρων όρων μιας γεωμετρικής προόδου που έχει πρώτο όρο α1 και λόγο λ, με |λ| < 1, είναι S = α1 1 - λ Πολλές φορές το άθροισμα των άπειρων όρων μιας γεωμετρικής προόδου συμβολίζεται και με α1 + α2 + α3 + … ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ 1ο Να υπολογιστεί το άθροισμα 1 + 13 + 19 + 127 + … ΛΥΣΗ Πρόκειται για το άθροισμα άπειρων όρων γεωμετρικής προόδου με α1 = 1, λ = 13 και |λ| = 13 < 1. Επομένως, σύμφωνα με τον τύπο S = α1 1 - λ, έχουμε |
2ο Δίνεται ένα τετράγωνο με πλευρά α. Ενώνουμε τα μέσα των πλευρών του και του τετραγώνου που προκύπτει ενώνουμε πάλι τα μέσα των πλευρών του κ.ο.κ. Να βρεθεί το άθροισμα των εμβαδών όλων αυτών των τετραγώνων. |
|
ΛΥΣΗ Αν Εν είναι το εμβαδό του τετραγώνου ΑνΒνΓνΔν, τότε το εμβαδό του τετραγώνου Αν+1Βν+1Γν+1Δν+1, είναι Εν+1 = 12 Εν. Επομένως τα εμβαδά των τετραγώνων είναι διαδοχικοί όροι μιας γεωμετρικής προόδου με πρώτο όρο E1 = α2 και λόγο λ = 12. Αφού |λ| < 1, έχουμε 3ο Ο περιοδικός δεκαδικός 0,14 να γραφτεί με την κλασματική μορφή μν, όπου μ, ν φυσικοί αριθμοί. ΛΥΣΗ Ισχύει 0,14 = 0,141414… = 14100 + 14 10000 + 14 1000000 + … = 14102 + 14104 + 14106 + … Επομένως ο αριθμός 0,14 είναι το άθροισμα των άπειρων όρων μιας γεωμετρικής προόδου με α1 = 14102 και λ = 1102 . Άρα |
ΑΣΚΗΣΕΙΣ
|
ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ (Γ′ ΟΜΑΔΑΣ)
|
|
|