Геометрична регресія. Геометрична прогресія та її формула. Завдання на обчислення складних відсотків

Це число називається знаменником геометричній прогресії, Тобто кожен член відрізняється від попереднього в q разів. (Вважатимемо, що q ≠ 1, інакше все аж надто тривіально). Неважко бачити, що загальна формула n-го члена геометричної прогресії b n = b 1 q n - 1; члени з номерами b n і b m відрізняються q n – m разів.

Вже у Стародавньому Єгипті знали як арифметичну, а й геометричну прогресію. Ось, наприклад, завдання з папірусу Райнда: «У семи осіб по сім котів; кожна кішка з'їдає по сім мишей, кожна миша з'їдає по сім колосків, з кожного колосу може вирости по сім заходів ячменю. Які великі числа цього ряду та їх сума?»

Мал. 1. Давньоєгипетське завдання про геометричну прогресію

Це завдання багато разів з різними варіаціями повторювалося і в інших народів за інших часів. Наприклад, у написаній у XIII ст. «Книзі про абака» Леонардо Пизанського (Фібоначчі) є завдання, в якому фігурують 7 старих, що прямують до Риму (очевидно, паломниць), у кожної з яких 7 мулів, на кожному з яких по 7 мішків, у кожному з яких по 7 хлібів , у кожному з яких по 7 ножів, кожен з яких у 7 піхвах. У задачі питається, скільки всього предметів.

Сума перших n членів геометричної прогресії S n = b 1 (q n – 1) / (q – 1). Цю формулу можна довести, наприклад: S n = b 1 + b 1 q + b 1 q 2 + b 1 q 3 + ... + b 1 q n – 1 .

Додамо до S n число b 1 q n і отримаємо:

S n + b 1 q n = b 1 + b 1 q + b 1 q 2 + b 1 q 3 + ... + b 1 q n – 1 + b 1 q n = b 1 + (b 1 + b 1 q + b 1 q 2 + b 1 q 3 + ... + b 1 q n –1) q = b 1 + S n q.

Звідси S n (q – 1) = b 1 (q n – 1) і ми отримуємо необхідну формулу.

Вже на одній із глиняних табличок Стародавнього Вавилону, що відноситься до VI ст. до зв. е., міститься сума 1 + 2 + 2 2 + 2 3 + ... + 2 9 = 2 10 - 1. Правда, як і в інших випадках ми не знаємо, звідки цей факт був відомий вавилонянам.

Швидке зростання геометричної прогресії у низці культур, – зокрема, в індійській, – неодноразово використовують як наочний символ неоглядності світобудови. У відомій легендіпро появу шахів володар надає їх винахіднику можливість самому вибрати нагороду, і той просить таку кількість пшеничних зерен, яку вдасться, якщо одне покласти на першу клітинку шахової дошки, два – на другу, чотири – на третю, вісім – на четверту тощо. ., щоразу число збільшується вдвічі. Владика думав, що мова йде, найбільше, про кілька мішок, але він прорахувався. Неважко бачити, що за всі 64 клітини шахівниці винахідник мав би отримати (2 64 – 1) зерно, що виражається 20-значним числом; навіть якщо засівати всю поверхню Землі, знадобилося б щонайменше 8 років, щоб зібрати необхідну кількість зерен. Цю легенду іноді інтерпретують як вказівку на практично необмежені можливості, приховані у шахівниці.

Те, що це число справді 20-значне, побачити неважко:

2 64 = 2 4 ∙ (2 10) 6 = 16 ∙ 1024 6 ≈ 16 ∙ 1000 6 = 1,6∙10 19 (точніший розрахунок дає 1,84∙10 19). А ось цікаво, чи зможете ви дізнатися, якою цифрою закінчується це число?

Геометрична прогресія буває зростаючою, якщо знаменник за модулем більше 1, або спадною, якщо він менший за одиницю. В останньому випадку число q n при досить великих n може стати як завгодно малим. У той час як зростаюча геометрична прогресія зростає несподівано швидко, спадаюча так само швидко зменшується.

Чим більше n , тим слабше число q n відрізняється від нуля, і тим ближче сума n членів геометричної прогресії S n = b 1 (1 - q n ) / (1 - q ) до S = b 1 / (1 - q ) . (Так міркував, наприклад, Ф. Вієт). Число S називається сумою нескінченно спадної геометричної прогресії. Тим не менш, довгі століття питання про те, який сенс має підсумовування всієї геометричної прогресії, з її нескінченним числом членів, не був досить зрозумілий математикам.

Зменшуючу геометричну прогресію можна побачити, наприклад, в апоріях Зенона «Поділ навпіл» і «Ахіллес і черепаха». У першому випадку наочно показується, що вся дорога (припустимо, довжини 1) є сумою нескінченної кількості відрізків 1/2, 1/4, 1/8 і т. д. Так воно, звичайно, і є з точки зору уявлень про кінцеву суму нескінченної геометричної прогресії. І все-таки – як таке може бути?

Мал. 2. Прогресія з коефіцієнтом 1/2

В апорії про Ахіллеса ситуація трохи складніша, тому що тут знаменник прогресії дорівнює не 1/2, а якомусь іншому числу. Нехай, наприклад, Ахіллес біжить зі швидкістю v, черепаха рухається зі швидкістю u, а початкова відстань між ними дорівнює l. Ця відстань Ахіллес пробіжить за час l/v, черепаха за цей час зрушить на відстань lu/v. Коли Ахіллес пробіжить і цей відрізок, дистанція між ним і черепахою стане рівною l (u /v ) 2 і т. д. Виходить, що наздогнати черепаху - означає знайти суму нескінченно спадної геометричної прогресії з першим членом l і знаменником u /v . Ця сума - відрізок, який в результаті пробіжить Ахілес до місця зустрічі з черепахою - дорівнює l / (1 - u / v) = lv / (v - u). Але, знову ж таки, як треба інтерпретувати цей результат і чому він взагалі має якийсь сенс, довгий час було не дуже зрозумілим.

Мал. 3. Геометрична прогресія з коефіцієнтом 2/3

Суму геометричної прогресії використовував Архімед щодо площі сегмента параболи. Нехай даний сегмент параболи відмежований хордою AB і нехай у точці D параболи дотична паралельна AB. Нехай C – середина AB, E – середина AC, F – середина CB. Проведемо прямі, паралельні DC через точки A , E , F , B ; нехай дотичну, проведену в точці D, ці прямі перетинають у точках K, L, M, N. Проведемо також відрізки AD і DB. Нехай пряма EL перетинає пряму AD у точці G, а параболу у точці H; пряма FM перетинає пряму DB у точці Q, а параболу у точці R. Згідно загальної теоріїконічних перерізів, DC – діаметр параболи (тобто відрізок, паралельний її осі); він і дотична в точці D можуть бути осями координат x і y , в яких рівняння параболи записується як y 2 = 2px (x – відстань від D до будь-якої точки даного діаметра, y – довжина паралельного даної дотичної відрізка від цієї точки діаметра до деякої точки на самій параболі).

Через рівняння параболи, DL 2 = 2 ∙ p ∙ LH , DK 2 = 2 ∙ p ∙ KA , а оскільки DK = 2DL , то KA = 4LH . Оскільки KA = 2LG, LH = HG. Площа сегмента ADB параболи дорівнює площі трикутника ADB і площам сегментів AHD і DRB, разом узятих. У свою чергу, площа сегмента AHD аналогічним чином дорівнює площі трикутника AHD і сегментів AH і HD, що залишилися, з кожним з яких можна провести ту ж операцію - розбити на трикутник (Δ) і два залишилися сегмента (), і т. д.:

Площа трикутника ΔAHD дорівнює половині площі трикутника ΔALD (у них загальна основа AD , а висоти відрізняються в 2 рази), яка, у свою чергу, дорівнює половині площі трикутника ΔAKD , а отже, і половині площі трикутника ΔACD . Таким чином, площа трикутника AHD дорівнює чверті площі трикутника ACD . Аналогічно, площа трикутника ΔDRB дорівнює чверті площі трикутника ΔDFB. Отже, площі трикутників AHD і DRB, разом узяті, рівні чверті площі трикутника ADB. Повторення цієї операції у застосуванні до сегментів AH , HD , DR і RB виділить і з них трикутники, площа яких, разом узятих, буде в 4 рази менше, ніж площа трикутників AHD і DRB , разом узятих, а значить, в 16 разів менше, ніж площі трикутника ADB . І так далі:

Таким чином, Архімед довів, що «будь-який сегмент, укладений між прямою і параболою, становить чотири третини трикутника, що має з ним одну і ту ж основу і рівну висоту».

Геометрична прогресія – це новий видчислової послідовності, з яким ми маємо познайомитися. Для успішного знайомства не завадить хоча б знати і розуміти. Тоді і з геометричною прогресією проблем не буде.)

Що таке геометрична прогресія? Концепція геометричної прогресії.

Починаємо екскурсію, як завжди, з елементарщини. Пишу незакінчену послідовність чисел:

1, 10, 100, 1000, 10000, …

Чи зможете вловити закономірність і сказати, які числа підуть далі? Ясен перець, далі підуть числа 100 000, 1 000 000 і так далі. Навіть без особливого розумового напруження все ясно, правда ж?)

Гаразд. Ще приклад. Пишу таку послідовність:

1, 2, 4, 8, 16, …

Можете сказати, які числа підуть далі, за числом 16 і назвати восьмийчлен послідовності? Якщо ви зрозуміли, що це буде число 128, то дуже добре. Значить, півсправи в розумінні сенсуі ключових моментівгеометричної прогресії вже зроблено. Можна рости далі.)

А тепер знову переходимо від відчуттів до суворої математики.

Ключові моменти геометричної прогресії.

Ключовий момент №1

Геометрична прогресія – це послідовність чисел.Як і прогрес. Нічого хитрого. Тільки влаштовано цю послідовність по іншому.Звідси, звісно, ​​й іншу назву носить, так…

Ключовий момент №2

З другим ключовим моментом питання хитрішим буде. Повернемося трохи назад і згадаємо ключову властивість арифметичної прогресії. Ось воно: кожен член відрізняється від попереднього на одну й ту саму величину.

А чи можна подібну ключову властивість сформулювати для геометричної прогресії? Подумайте трохи… Придивіться до наведених прикладів. Здогадалися? Так! У геометричній прогресії (будь-який!) кожен її член відрізняється від попереднього в те саме число разів.Завжди!

У першому прикладі це число – десяток. Який член послідовності не візьми, він більший за попередній удесятеро.

У другому прикладі це – двійка: кожен член більший за попередній в два рази.

Саме цим ключовим моментом геометрична прогресія і відрізняється від арифметичної. В арифметичній прогресії кожен наступний член виходить додаткомоднієї й тієї величини до попередньому члену. А тут - множеннямпопереднього члена на одну й ту саму величину. Ось і вся різниця.)

Ключовий момент №3

Цей ключовий момент є повністю ідентичним такому для арифметичної прогресії. А саме: кожен член геометричної прогресії стоїть своєму місці.Все точнісінько як і в арифметичній прогресії та коментарі, я думаю, зайві. Є перший член, є сто перший і т.д. Переставимо місцями хоча б два члени – закономірність (а разом із нею і геометрична прогресія) зникнуть. Залишиться просто послідовність чисел без жодної логіки.

От і все. Ось і весь сенс геометричної прогресії.

Терміни та позначення.

А ось тепер, розібравшись із змістом та ключовими моментами геометричної прогресії, можна й до теорії переходити. А інакше яка теорія без розуміння сенсу, правда?

Як позначати геометричну прогресію?

Як записується геометрична прогресія в загальному вигляді? Ніяких проблем! Кожен член прогресії також записується як букви. Тільки для арифметичної прогресії, як правило, використовується буква "а", для геометричної – буква "b". Номер члена, як завжди, вказується індекс праворуч внизу. Самі члени прогресії просто перераховуємо через кому або крапку з комою.

Ось так:

b 1 ,b 2 , b 3 , b 4 , b 5 , b 6 , …

Коротко таку прогресію записують так: (b n) .

Або ось так, для кінцевих прогресій:

b 1 , b 2 , b 3 , b 4 , b 5 , b 6 .

b 1 , b 2 , …, b 29 , b 30 .

Або, у короткому записі:

(b n), n=30 .

Ось, власне, і всі позначення. Все те саме, тільки літера інша, так.) А тепер переходимо безпосередньо до визначення.

Визначення геометричної прогресії.

Геометрична прогресія – це числова послідовність, перший член якої відмінний від нуля, а кожен наступний член дорівнює попередньому члену, помноженому на те саме ненульове число.

Ось і все визначення. Більшість слів та фраз вам зрозумілі та добре знайомі. Якщо, звичайно, розумієте сенс геометричної прогресії "на пальцях" і загалом. Але є кілька нових фраз, на які я хотів би звернути особливу увагу.

По-перше, слова: "перший член якої відмінний від нуля".

Це обмеження на перший член запроваджено не випадково. Як ви вважаєте, що станеться, якщо перший член b 1 виявиться рівним нулю? Чому дорівнюватиме другий член, якщо кожен член більший за попередній в те саме число разів?Допустимо, втричі? Подивимося… Помножуємо перший член (тобто 0) на 3 і отримуємо… нуль! А третій член? Теж нуль! І четвертий член – теж нуль! І так далі…

Отримуємо просто мішок бубликів послідовність нулів:

0, 0, 0, 0, …

Звичайно, така послідовність має право на життя, але жодного практичного інтересу вона не становить. Все й так зрозуміло. Кожен її член - нуль. Сума будь-якої кількості членів - теж нуль ... Що з нею цікавого можна робити? Нічого…

Наступні ключові слова: "помноженому на те саме ненульове число".

Це саме число теж має свою спеціальну назву - знаменник геометричної прогресії. Починаємо знайомство.)

Знаменник геометричної прогресії.

Все простіше простого.

Знаменник геометричної прогресії – це ненульове число (або величина), що показує,у скільки разівкожен член прогресії більше за попередній.

Знову ж таки, за аналогією з арифметичною прогресією, ключовим словом, на яку слід звернути увагу у цьому визначенні, є слово "більше". Воно означає, що кожен член геометричної прогресії виходить множеннямна цей самий знаменник попереднього члена.

Пояснюю.

Для розрахунку, скажімо, другогочлена, треба взяти першийчлен та помножитийого на знаменник. Для розрахунку десятогочлена, треба взяти дев'ятийчлен та помножитийого на знаменник.

Сам знаменник геометричної прогресії може бути будь-яким. Абсолютно будь-яким! Цілим, дробовим, позитивним, негативним, ірраціональним – всяким. Окрім нуля. Про це і говорить нам слово "ненульове" у визначенні. Навіщо це слово тут потрібне – про це далі.

Знаменник геометричної прогресіїпозначається, найчастіше, літерою q.

Як знайти це саме q? Не питання! Треба взяти будь-який член прогресії та поділити на попередній член. Поділ – це дріб. Звідси і назва – "знаменник прогресії". Знаменник, він зазвичай у дробі сидить, так ...) Хоча, за логікою, величину qслід було б називати приватнимгеометричній прогресії, за аналогією з різницеюдля прогресії арифметичної. Але домовилися називати знаменником. І ми теж не винаходитимемо велосипед.)

Визначимо, наприклад, величину qдля такої геометричної прогресії:

2, 6, 18, 54, …

Все просто. Беремо будь-якечисло послідовності. Яке хочемо, таке й беремо. Крім найпершого. Наприклад, 18. І ділимо на попереднє число. Тобто на 6.

Отримуємо:

q = 18/6 = 3

От і все. Це вірна відповідь. Для цієї геометричної прогресії знаменник дорівнює трьом.

Знайдемо тепер знаменник qдля іншої геометричної прогресії. Наприклад, ось такий:

1, -2, 4, -8, 16, …

Все теж саме. Які б знаки не були у самих членів, все одно беремо будь-якечисло послідовності (наприклад, 16) і ділимо на попереднє число(Тобто -8).

Отримаємо:

d = 16/(-8) = -2

І всі справи.) На цей раз знаменник прогресії виявився негативним. Мінус два. Буває.)

Візьмемо тепер таку прогресію:

1, 1/3, 1/9, 1/27, …

І знову, незалежно від виду чисел, що стоять у послідовності (хоч цілі, хоч дробові, хоч негативні, хоч ірраціональні), беремо будь-яке число (наприклад, 1/9) і поділяємо на попереднє число (1/3). За правилами дій з дробами, звісно.

Отримаємо:

І все.) Тут знаменник виявився дрібним: q = 1/3.

А ось така "прогресія" як вам?

3, 3, 3, 3, 3, …

Очевидно, тут q = 1 . Формально це теж геометрична прогресія, тільки з однаковими членами.) Але такі прогресії для вивчення та практичного застосуванняне цікаві. Так само, як і прогресії із суцільними нулями. Тому ми їх розглядатимемо і не будемо.

Як ви бачите, знаменник прогресії може бути будь-яким – цілим, дробовим, позитивним, негативним – всяким! Не може бути лише нулем. Чи не здогадалися, чому?

Ну, давайте на якомусь конкретному прикладі подивимося, що буде, якщо взяти як знаменник qнулик.) Нехай у нас, припустимо, буде b 1 = 2 , а q = 0 . Чому тоді дорівнюватиме другий член?

Вважаємо:

b 2 = b 1 · q= 2 · 0 = 0

А третій член?

b 3 = b 2 · q= 0 · 0 = 0

Види та поведінка геометричних прогресій.

З усе було більш-менш ясно: якщо різниця прогресії dпозитивна, то прогресія зростає. Якщо ж різниця негативна, то прогресія зменшується. Усього два варіанти. Третього не дано.)

А ось з поведінкою геометричної прогресії все буде вже набагато цікавіше та різноманітніше!)

Як тільки себе тут члени не поводяться: і зростають, і спадають, і необмежено наближаються до нуля, і навіть змінюють знаки, поперемінно кидаючись то в плюс, то мінус! І у всьому цьому різноманітті треба вміти добре розумітися, так…

Розбираємось?) Починаємо з найпростішого випадку.

Знаменник позитивний ( q >0)

При позитивному знаменнику, по-перше, члени геометричної прогресії можуть йти в плюс нескінченність(тобто необмежено зростати) і можуть йти в мінус нескінченність(Тобто необмежено спадати). До такої поведінки прогресій ми вже звикли.

Наприклад:

(b n): 1, 2, 4, 8, 16, …

Тут все просто. Кожен член прогресії виходить більше попереднього. Причому кожен член виходить множеннямпопереднього члена на позитивнечисло +2 (тобто. q = 2 ). Поведінка такої прогресії очевидна: всі члени прогресії необмежено зростають, йдучи до космосу. У плюс нескінченність.

А тепер ось така прогресія:

(b n): -1, -2, -4, -8, -16, …

Тут також кожен член прогресії виходить множеннямпопереднього члена на позитивнечисло +2. А ось поведінка такої прогресії вже прямо протилежна: кожен член прогресії виходить менше попереднього, і всі її члени необмежено зменшуються, йдучи в мінус нескінченність.

А тепер подумаємо: що спільного у цих двох прогресій? Правильно, знаменнику! І там і там q = +2 . Додатне число.Двійка. А от поведінкацих двох прогресій – принципово різне! Чи не здогадалися, чому? Так! Вся справа в першому члені!Саме він, як-то кажуть, і замовляє музику.) Дивіться самі.

У першому випадку перший член прогресії позитивний(+1) і, отже, всі наступні члени, одержувані множенням на позитивнийзнаменник q = +2 , також будуть позитивними.

А ось у другому випадку перший член негативний(-1). Тому і всі наступні члени прогресії, які отримують множенням на позитивне q = +2 , також виходитимуть негативними.Бо "мінус" на "плюс" завжди дає "мінус", так.

Як ви бачите, на відміну від арифметичної прогресії, геометрична прогресія може поводитися зовсім по-різному не тільки залежно від знаменникаq, але ще й залежно від першого члена, так.)

Запам'ятовуємо: поведінка геометричної прогресії однозначно визначається її першим членом b 1 та знаменникомq .

А тепер починаємо розбір менш звичних, але набагато цікавіших випадків!

Візьмемо, наприклад, ось таку послідовність:

(b n): 1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16, …

Ця послідовність – теж геометрична прогресія! Кожен член цієї прогресії теж виходить множеннямпопереднього члена, на те саме число. Тільки число це – дробове: q = +1/2 . Або +0,5 . До того ж (важливо!) число, менше одиниці:q = 1/2<1.

Чим цікава ця геометрична прогресія? Куди прагнуть її члени? Давайте подивимося:

1/2 = 0,5;

1/4 = 0,25;

1/8 = 0,125;

1/16 = 0,0625;

…….

Що цікавого тут можна побачити? По-перше, відразу впадає у вічі спадання членів прогресії: кожен її член меншепопереднього рівно в 2 рази.Або, відповідно до визначення геометричної прогресії, кожен член більшепопереднього в 1/2 рази, т.к. знаменник прогресії q = 1/2 . А від множення на позитивне число, менше одиниці, результат зазвичай зменшується, так ...

Що щеможна помітити у поведінці цієї прогресії? Чи спадають її члени необмежено, йдучи в мінус нескінченність? Ні! Вони зменшуються по-особливому. Спочатку досить швидко зменшуються, а потім все повільніше і повільніше. Причому весь час залишаючись позитивними. Нехай і дуже маленькими. А чого вони самі при цьому прагнуть? Чи не здогадалися? Так! До нуля вони прагнуть!) Причому, зверніть увагу, самого нуля члени нашої прогресії ніколи не досягають!Лише нескінченно близько до нього наближаються. Це дуже важливо.)

Схожа ситуація буде й у такій прогресії:

(b n): -1, -1/2, -1/4, -1/8, -1/16, …

Тут b 1 = -1 , а q = 1/2 . Все те саме, тільки до нуля тепер члени наближатимуться вже з іншого боку, знизу. Весь час залишаючись негативними.)

Така геометрична прогресія, члени якої необмежено наближаються до нуля(Неважливо, з позитивного або з негативного боку), в математиці носить особливу назву - нескінченно спадна геометрична прогресія.Прогресія ця настільки цікава та незвичайна, що про неї навіть буде окремий урок .)

Отже, ми розглянули всі можливі позитивнізнаменники - і великі одиниці і менші одиниці. Саму одиницю як знаменник ми не розглядаємо з причин, викладених вище (згадайте приклад із послідовністю трійок…)

Підсумуємо:

позитивнийі більше одиниці (q>1), то члени прогресії:

a) необмежено зростають (якщоb 1 >0);

б) необмежено спадають (якщоb 1 <0).

Якщо знаменник геометричної прогресії позитивний і менше одиниці (0< q<1), то члены прогрессии:

а) нескінченно близько наближаються до нуля зверху(якщоb 1 >0);

б) нескінченно близько наближаються до нуля знизу(якщоb 1 <0).

Залишилося тепер розглянути випадок негативного знаменника.

Знаменник негативний ( q <0)

За прикладом далеко не ходитимемо. Чого, власне, кудлатити бабусю?!) Нехай, наприклад, перший член прогресії буде b 1 = 1 , а знаменник візьмемо q = -2.

Отримаємо таку послідовність:

(b n): 1, -2, 4, -8, 16, …

І так далі.) Кожен член прогресії виходить множеннямпопереднього члена на від'ємне число-2. При цьому всі члени, які стоять на непарних місцях (перший, третій, п'ятий тощо), будуть позитивними, а на парних місцях (другий, четвертий і т.д.) - негативними.Знаки строго чергуються. Плюс-мінус-плюс-мінус… Така геометрична прогресія так і називається – зростаючою знакочередною.

Куди прагнуть її члени? А нікуди.) Так, по абсолютній величині (тобто за модулем)члени нашої прогресії необмежено зростають (звідси і назва "зростаюча"). Але при цьому кожен член прогресії по черзі кидає то в жар, то в холод. То в "плюс", то в "мінус". Коливається наша прогресія ... Причому розмах коливань з кожним кроком стрімко зростає, так.) Отже, прагнення членів прогресії кудись конкретнотут ні.Ні до плюс нескінченності, ні до мінус нескінченності, ні до нуля – нікуди.

Розглянемо тепер якийсь дрібний знаменник між нулем і мінус одиничкою.

Наприклад, нехай буде b 1 = 1 , а q = -1/2.

Тоді отримаємо прогресію:

(b n): 1, -1/2, 1/4, -1/8, 1/16, …

І знову маємо чергування знаків! Але, на відміну від попереднього прикладу, тут вже простежується чітка тенденція наближення членів до нуля.) Тільки на цей раз наші члени наближаються до нуля не строго зверху чи знизу, а знову вагаючись. Поперемінно приймаючи то позитивні, негативні значення. Але при цьому їх модулістають все ближче і ближче до заповітного нулика.)

Така геометрична прогресія називається нескінченно спадаючою знак чергою.

Чим цікаві ці два приклади? А тим, що в обох випадках має місце чергування знаків!Така фішка характерна тільки для прогресій з негативним знаменником, так.) Отже, якщо в якомусь завданні ви побачите геометричну прогресію з членами, що знаходять черги, то вже твердо будете знати, що її знаменник на 100% негативний і не помилитеся в знаку.

До речі, у разі негативного знаменника знак першого члена не впливає на поведінку самої прогресії. З яким би знаком перший член прогресії не був, у будь-якому випадку спостерігатиметься знак чергування членів. Все питання лише в тому, на яких місцях(парні або непарні) стоятимуть члени з конкретними знаками.

Запам'ятовуємо:

Якщо знаменник геометричної прогресії негативний , то знаки членів прогресії завжди чергуються.

При цьому самі члени:

а) необмежено зростаютьза модулем, якщоq<-1;

б) нескінченно наближаються до нуля, якщо -1< q<0 (прогрессия бесконечно убывающая).

От і все. Усі типові випадки розібрані.)

У процесі розбору різних прикладів геометричних прогресій, я періодично вживав слова: "прагне до нуля", "прагне до плюс нескінченності", "прагне мінус нескінченності"… Нічого страшного.) Ці мовні звороти (і конкретні приклади) – лише початкове знайомство з поведінкоюнайрізноманітніших числових послідовностей. На прикладі геометричної прогресії.

Навіщо нам взагалі потрібно знати поведінку прогресії? Яка різниця, куди вона там прагне? Чи до нуля, до плюс нескінченності, до мінус нескінченності… Що нам від цього?

Справа все в тому, що вже у ВНЗ, в курсі вищої математики, вам знадобиться вміння працювати з різними числовими послідовностями (з будь-якими, а не тільки прогресіями!) і вміння уявляти, як саме поводиться та чи інша послідовність - чи зростає вона необмежено, чи зменшується, чи прагне конкретного числа (причому не обов'язково до нуля) або навіть взагалі ні до чого не прагне… Цій темі в курсі матаналізу присвячений цілий розділ – теорія меж.А трохи конкретніше – поняття межі числової послідовності.Дуже цікава тема! Має сенс вступити до інституту та розібратися.)

Деякі приклади цього розділу (послідовності, що мають межу) і зокрема, нескінченно спадна геометрична прогресіяпочинають освоюватися ще у школі. Звикаємо.)

Більше того, вміння добре дослідити поведінку послідовностей надалі здорово зіграє на руку і дуже знадобиться в Дослідженні функцій.Найрізноманітніших. А ось уміння грамотно працювати з функціями (обчислювати похідні, досліджувати їх за повною програмою, будувати їхні графіки) вже різко підвищує ваш математичний рівень! Сумніваєтесь? Не треба. Ще згадайте мої слова.)

Подивимося на геометричну прогресію у житті?

У навколишньому житті з геометричною прогресією ми стикаємося дуже і дуже часто. Навіть самі того не підозрюючи.)

Наприклад, різні мікроорганізми, які оточують нас усюди у величезних кількостях і яких ми навіть не бачимо без мікроскопа, розмножуються саме у геометричній прогресії.

Скажімо, одна бактерія розмножується розподілом навпіл, даючи потомство в 2 бактерії. У свою чергу, кожна з них, розмножуючись, теж ділиться навпіл, даючи спільне потомство у 4 бактерії. Наступне покоління дасть вже 8 бактерій, потім 16 бактерій, 32, 64 тощо. З кожним наступним поколінням кількість бактерій подвоюється. Типовий приклад геометричної прогресії.)

Також у геометричній прогресії розмножуються і деякі комахи – попелиця, мухи. І кролики іноді, до речі, теж.)

Інший приклад геометричної прогресії, вже ближче до повсякденного життя, – це так звані складні відсотки.Таке цікаве явище часто зустрічається у банківських вкладах та називається капіталізацією відсотків.Що це таке?

Самі ви поки що, звичайно, юні. У школі навчаєтесь, у банки не звертаєтесь. А от батьки ваші – люди вже дорослі та самостійні. На роботу ходять, грошики на хліб насущний заробляють, а частину грошей кладуть у банк, роблячи заощадження.

Скажімо, ваш тато хоче накопичити певну грошову суму на сімейний відпочинок у Туреччині і поклав у банк 50000 рублів під 10% річних терміном на три роки із щорічною капіталізацією відсотків.Причому, протягом усього цього терміну робити з вкладом нічого не можна. Не можна поповнювати внесок, ні знімати гроші з рахунку. Який прибуток він отримає за ці три роки?

Ну, по-перше, треба розібратися, що таке 10% річних. Це означає що через рікдо початкової суми вкладу банком буде нараховано 10%. Від чого? Звичайно ж, від первісної суми вкладу.

Вважаємо розмір рахунку через рік. Якщо початкова сума вкладу становила 50 000 рублів (тобто 100%), то через рік на рахунку буде скільки відсотків? Правильно, 110%! Від 50 000 рублів.

Ось і вважаємо 110% від 50000 рублів:

50000 · 1,1 = 55000 рублів.

Сподіваюся, ви знаєте, що знайти 110% від величини означає помножити цю величину на число 1,1? Якщо не розумієте, чому це саме так, згадуйте п'ятий та шостий класи. А саме – зв'язок відсотків з дробами та частинами.)

Таким чином, збільшення за перший рік складе 5000 рублів.

А скільки грошей буде на рахунку за два роки? 60 000 рублів? На жаль (а точніше, на щастя), все не так просто. Весь фокус капіталізації відсотків полягає в тому, що при кожному новому нарахуванні відсотків ці самі відсотки будуть вважатися вже від нової суми!Від тієї, що вжележить на рахунку в даний момент.А нараховані за попередній строк відсотки додаються до початкової суми вкладу і таким чином самі беруть участь у нарахуванні нових відсотків! Тобто вони стають повноправною частиною загального рахунку. Або спільного капіталу.Звідси і назва капіталізація відсотків.

Це в економіці. А в математиці такі відсотки називаються складними відсотками.Або відсотками від відсотків.) Їх фішка полягає в тому, що при послідовному обчисленні відсотки щоразу вважаються від нової величини.А не від початкової...

Отже, для підрахунку суми через два рокинам треба порахувати 110% від тієї суми, яка буде на рахунку через рік.Тобто вже від 55000 рублів.

Вважаємо 110% від 55000 рублів:

55000 · 1,1 = 60500 рублів.

Значить, відсоткова надбавка за другий рік складе вже 5500 рублів, а за два роки - 10500 рублів.

Тепер уже можна здогадатися, що через три роки сума на рахунку становитиме 110% від 60 500 рублів. Тобто знову 110% від попередньої (торішньої)суми.

Ось і вважаємо:

60500 · 1,1 = 66550 рублів.

А тепер вибудовуємо наші грошові суми за роками у послідовність:

50000;

55000 = 50000 · 1,1;

60500 = 55000 · 1,1 = (50000 · 1,1) · 1,1;

66550 = 60500 · 1,1 = ((50000 · 1,1) · 1,1) · 1,1

Ну і як? Чим не геометрична прогресія? Перший член b 1 = 50000 , а знаменник q = 1,1 . Кожен член більший за попередній строго в 1,1 рази. Все в суворій відповідності до визначення.)

І скільки ж додаткових процентних бонусів "накапає" вашому татові, поки його 50000 рублів три роки лежали на банківському рахунку?

Вважаємо:

66550 - 50000 = 16550 рублів

Негусто, звісно. Але якщо початкова сума вкладу – маленька. А якщо більше? Скажімо, не 50, а 200 тисяч карбованців? Тоді збільшення за три роки складе вже 66200 рублів (якщо порахувати). Що вже дуже непогано.) А якщо внесок ще більший? Ось те й воно…

Висновок: що вищий початковий внесок, то вигіднішим стає капіталізація відсотків. Саме тому вклади із капіталізацією відсотків надаються банками на тривалі терміни. Скажімо, п'ять років.

Також у геометричній прогресії люблять поширюватися всілякі погані хвороби типу грипу, кору і навіть страшніших захворювань (тієї ж атипової пневмонії на початку 2000-х або чуми в Середньовіччі). Звідси й такі масштаби епідемій, так…) А все через те, що геометрична прогресія з цілим позитивним знаменником (q>1) - Штука, що зростає дуже швидко! Згадайте розмноження бактерій: з однієї бактерії виходять дві, з двох – чотири, з чотирьох – вісім тощо… З поширенням будь-якої зарази все те саме.)

Найпростіші завдання щодо геометричної прогресії.

Почнемо, як завжди, з простого завдання. Чисто на розуміння сенсу.

1. Відомо, що другий член геометричної прогресії дорівнює 6 а знаменник дорівнює -0,5. Знайдіть перший, третій та четвертий її члени.

Отже, нам дано нескінченнагеометрична прогресія, а відомий другий членцієї прогресії:

b 2 = 6

Крім того, нам ще відомий знаменник прогресії:

q = -0,5

А знайти треба перший, третійі четвертийчлени цієї прогресії.

Ось і діємо. Записуємо послідовність за умовою завдання. Прямо у загальному вигляді, де другий член – шістка:

b 1 , 6,b 3 , b 4 , …

А тепер приступаємо до пошуків. Починаємо, як завжди, із найпростішого. Можна порахувати, наприклад, третій член b 3? Можна, можливо! Ми ж з вами вже знаємо (прямо за змістом геометричної прогресії), що третій член (b 3)більше за друге (b 2 ) в "q"разів!

Так і пишемо:

b 3 =b 2 · q

Підставляємо в цей вираз шістку замість b 2і -0,5 замість qі рахуємо. І мінус теж не ігноруємо, зрозуміло.

b 3 = 6 · (-0,5) = -3

Ось так. Третій член виявився з мінусом. Не дивно: наш знаменник q- Негативний. А плюс помножити на мінус, буде, звичайно, мінус.)

Вважаємо тепер наступний, четвертий член прогресії:

b 4 =b 3 · q

b 4 = -3 · (-0,5) = 1,5

Четвертий член – знову із плюсом. П'ятий член знову буде з мінусом, шостий - з плюсом і так далі. Знаки – чергуються!

Так, третій та четвертий члени знайшли. Вийшла така послідовність:

b 1; 6; -3; 1,5; …

Залишилось тепер знайти перший член b 1за відомим другим. Для цього крокуємо вже в інший бік, ліворуч. Це означає, що в цьому випадку другий член прогресії нам треба не помножити на знаменник, а поділити.

Ділимо і отримуємо:

Ось і все.) Відповідь до завдання буде такою:

-12; 6; -3; 1,5; …

Як ви бачите, принцип рішення той самий, що і в . Знаємо будь-якийчлен та знаменникгеометричній прогресії - можемо знайти і будь-який інший її член. Який хочемо, такий і знайдемо.) З тією лише різницею, що додавання/віднімання замінюється на множення/розподіл.

Запам'ятовуємо: якщо нам відомий хоча б один член і знаменник геометричної прогресії, то завжди можемо знайти будь-який інший член цієї прогресії.

Наступне завдання, за традицією, з реального варіанта ОДЕ:

2.

…; 150; х; 6; 1,2; …

Ну і як? На цей раз ні першого члена немає, ні знаменника q, Задана просто послідовність чисел ... Щось знайоме вже, правда? Так! Схоже завдання вже розбиралася в арифметичній прогресії!

От і не лякаємось. Все теж саме. Включаємо голову та згадуємо елементарний сенс геометричної прогресії. Дивимося уважно нашу послідовність і розуміємо, які параметри геометричної прогресії з трьох головних (перший член, знаменник, номер члена) у ній заховані.

Номери членів? Номерів членів немає, так… Але є чотири послідовнихчисла. Що означає це слово, пояснювати на цьому етапі сенсу не бачу.) Чи є в цій послідовності два сусідніх відомих чисел?Є! Це 6 та 1,2. Отже, ми можемо знайти знаменник прогресії.Ось і беремо число 1,2 і ділимо на попереднє число.На шістку.

Отримуємо:

Отримаємо:

x= 150 · 0,2 = 30

Відповідь: x = 30 .

Як бачите, все досить просто. Основна складність полягає лише у обчисленнях. Особливо буває у разі негативних і дробових знаменників. Тож ті, хто має проблеми, повторіть арифметику! Як працювати з дробами, як працювати з негативними числами і так далі… Інакше тут гальмуватимете нещадно.

А тепер трохи видозмінимо завдання. Нині цікаво стане! Приберемо у ній останнє число 1,2. Ось таке завдання тепер вирішимо:

3. Виписано кілька послідовних членів геометричної прогресії:

…; 150; х; 6; …

Знайдіть член прогресії, позначений літерою х.

Все те саме, тільки двох сусідніх відомихЧленів прогресії у нас тепер не стало. У цьому полягає основна проблема. Тому що величину qчерез два сусідні члени ми так просто визначити вже не зможемо.Чи є у нас шанс впоратися із завданням? Звичайно!

Розпишемо невідомий член xпрямо за змістом геометричної прогресії! У загальному вигляді.

Так Так! Прямо з невідомим знаменником!

З одного боку, для ікса ми можемо записати ось таке співвідношення:

x= 150 ·q

З іншого боку, цей же ікс ми маємо повне право розписати і через наступнийчлен, через шістку! Поділивши шістку на знаменник.

Ось так:

x = 6/ q

Очевидно, тепер можна прирівняти обидва ці співвідношення. Якщо вже ми висловлюємо одну й ту самувеличину (ікс), але двома різними способами.

Отримаємо рівняння:

Помножуючи все на q, спрощуючи, скорочуючи, отримаємо рівняння:

q 2 = 1/25

Вирішуємо та отримуємо:

q = ±1/5 = ±0,2

Опаньки! Знаменник подвійний вийшов! +0,2 та -0,2. І який із них вибрати? Глухий кут?

Спокій! Так, завдання дійсно має два рішення!Нічого страшного у цьому немає. Буває.) Ви ж не дивуєтесь, коли, наприклад, отримуєте два корені, вирішуючи звичайне? Ось і тут та сама історія.)

Для q = +0,2ми отримаємо:

X = 150 · 0,2 = 30

А для q = -0,2 буде:

X = 150 · (-0,2) = -30

Отримуємо подвійну відповідь: x = 30; x = -30.

Що означає цей цікавий факт? А те, що існує дві прогресії, Що задовольняють умові завдання!

Ось такі:

…; 150; 30; 6; …

…; 150; -30; 6; …

Обидві – підходять.) Як ви вважаєте, через що в нас відбулося роздвоєння відповідей? Саме через ліквідацію конкретного члена прогресії (1,2), що йде після шістки. А знаючи лише попередній (n-1)-й та наступний (n+1)-й члени геометричної прогресії, ми вже нічого не можемо однозначно сказати про n-й член, що стоїть між ними. Можливі два варіанти – з плюсом та мінусом.

Але не біда. Як правило, у завданнях на геометричну прогресію є додаткова інформація, що дає однозначну відповідь. Скажімо, слова: "знакочергова прогресія"або "прогресія з позитивним знаменником"і так далі ... Саме ці слова і повинні служити зачіпкою, який знак плюс або мінус, слід вибрати при оформленні остаточної відповіді. Якщо ж такої інформації немає, тоді – так, завдання матиме два рішення.)

А тепер вирішуємо самостійно.

4. Визначте, чи буде число 20 членом геометричної прогресії:

4 ; 6; 9; …

5. Задано знакочередуючу геометричну прогресію:

…; 5; x ; 45; …

Знайдіть член прогресії, позначений буквою x .

6. Знайдіть четвертий позитивний член геометричної прогресії:

625; -250; 100; …

7. Другий член геометричної прогресії дорівнює -360, а п'ятий її член дорівнює 23,04. Знайдіть перший член цієї прогресії.

Відповіді (безладно): -15; 900; ні; 2,56.

Вітаю, якщо все вийшло!

Щось не стикується? Десь відповідь подвійна вийшла? Читаємо уважну умову завдання!

Останнє завдання не виходить? Там нічого складного.) Працюємо прямо за змістом геометричної прогресії. Та й картинку можна намалювати. Це допомагає.)

Як ви бачите, все просто. Якщо прогресія – коротенька. А якщо довга? Чи номер потрібного члена дуже великий? Хотілося б, за аналогією з арифметичною прогресією, отримати зручну формулу, що дозволяє легко знаходити будь-якийчлен будь-якої геометричної прогресії за його номером.Не помножуючи багато разів на q. І така формула є!) Подробиці – у наступному уроці.

Урок та презентація на тему: "Числові послідовності. Геометрична прогресія"

Додаткові матеріали
Шановні користувачі, не забувайте залишати свої коментарі, відгуки, побажання! Усі матеріали перевірені антивірусною програмою.

Навчальні посібники та тренажери в інтернет-магазині "Інтеграл" для 9 класу
Ступені та коріння Функції та графіки

Діти, сьогодні ми познайомимося з ще одним видом прогресії.
Тема сьогоднішнього заняття – геометрична прогресія.

Геометрична прогресія

Визначення. Числова послідовність, у якій кожен член, починаючи з другого, дорівнює творупопереднього та деякого фіксованого числа, називається геометричною прогресією.
Задамо нашу послідовність рекурентно: $b_(1)=b$, $b_(n)=b_(n-1)*q$,
де b та q – певні задані числа. Число q називається знаменником прогресії.

приклад. 1,2,4,8,16… Геометрична прогресія, яка має перший член дорівнює одиниці, а $q=2$.

приклад. 8,8,8,8 ... Геометрична прогресія, у якої перший член дорівнює восьми,
а $ q = 1 $.

приклад. 3,-3,3,-3,3… Геометрична прогресія, у якої перший член дорівнює трьом,
а $ q = -1 $.

Геометрична прогресія має властивості монотонності.
Якщо $b_(1)>0$, $q>1$,
то послідовність зростаюча.
Якщо $b_(1)>0$, $0 Послідовність прийнято позначати як $b_(1), b_(2), b_(3), ..., b_(n), ...$.

Так само як і в арифметичній прогресії, якщо в геометричній прогресії кількість елементів звичайно, то прогресія називається кінцевою геометричною прогресією.

$b_(1), b_(2), b_(3), ..., b_(n-2), b_(n-1), b_(n)$.
Зазначимо, якщо послідовність є геометричною прогресією, то й послідовність квадратів членів також є геометричною прогресією. У другий послідовність перший член дорівнює $b_(1)^2$, а знаменник дорівнює $q^2$.

Формула n-ого члена геометричної прогресії

Геометричну прогресію можна ставити і в аналітичній формі. Давайте подивимося, як це зробити:
$b_(1)=b_(1)$.
$b_(2)=b_(1)*q$.
$b_(3)=b_(2)*q=b_(1)*q*q=b_(1)*q^2$.
$b_(4)=b_(3)*q=b_(1)*q^3$.
$b_(5)=b_(4)*q=b_(1)*q^4$.
Ми легко помічаємо закономірність: $b_(n)=b_(1)*q^(n-1)$.
Наша формула називається "формулою n-ого члена геометричної прогресії".

Повернемося до наших прикладів.

приклад. 1,2,4,8,16 ... Геометрична прогресія, у якої перший член дорівнює одиниці,
а $ q = 2 $.
$b_(n)=1*2^(n)=2^(n-1)$.

приклад. 16,8,4,2,1,1/2… Геометрична прогресія, яка має перший член дорівнює шістнадцяти, а $q=\frac(1)(2)$.
$b_(n)=16*(\frac(1)(2))^(n-1)$.

приклад. 8,8,8,8… Геометрична прогресія, яка має перший член дорівнює восьми, а $q=1$.
$b_(n)=8*1^(n-1)=8$.

приклад. 3,-3,3,-3,3 ... Геометрична прогресія, у якої перший член дорівнює трьом, а $ q = -1 $.
$b_(n)=3*(-1)^(n-1)$.

приклад. Дано геометричну прогресію $b_(1), b_(2), …, b_(n), … $.
а) Відомо, що $ b_ (1) = 6, q = 3 $. Знайти $b_(5)$.
б) Відомо, що $b_(1)=6, q=2, b_(n)=768$. Знайти n.
в) Відомо, що $q=-2, b_(6)=96$. Знайти $b_(1)$.
г) Відомо, що $b_(1)=-2, b_(12)=4096$. Знайти q.

Рішення.
а) $b_(5)=b_(1)*q^4=6*3^4=486$.
б) $b_n=b_1*q^(n-1)=6*2^(n-1)=768$.
$2^(n-1)=\frac(768)(6)=128$,оскільки $2^7=128 => n-1=7; n = 8 $.
в) $b_(6)=b_(1)*q^5=b_(1)*(-2)^5=-32*b_(1)=96 => b_(1)=-3$.
р) $b_(12)=b_(1)*q^(11)=-2*q^(11)=4096 => q^(11)=-2048 => q=-2$.

приклад. Різниця між сьомим і п'ятим членами геометричної прогресії дорівнює 192, сума п'ятого та шостого члена прогресії дорівнює 192. Знайти десятий член цієї прогресії.

Рішення.
Нам відомо, що $b_(7)-b_(5)=192$ і $b_(5)+b_(6)=192$.
Ми також знаємо: $b_(5)=b_(1)*q^4$; $b_(6)=b_(1)*q^5$; $b_(7)=b_(1)*q^6$.
Тоді:
$b_(1)*q^6-b_(1)*q^4=192$.
$b_(1)*q^4+b_(1)*q^5=192$.
Отримали систему рівнянь:
$\begin(cases)b_(1)*q^4(q^2-1)=192\b_(1)*q^4(1+q)=192\end(cases)$.
Прирівнявши, наші рівняння отримаємо:
$b_(1)*q^4(q^2-1)=b_(1)*q^4(1+q)$.
$q^2-1=q+1$.
$q^2-q-2=0$.
Отримали два рішення q: $q_(1)=2, q_(2)=-1$.
Послідовно підставимо на друге рівняння:
$b_(1)*2^4*3=192 => b_(1)=4$.
$b_(1)*(-1)^4*0=192 =>$ немає рішень.
Отримали що $b_(1)=4, q=2$.
Знайдемо десятий член: $b_(10)=b_(1)*q^9=4*2^9=2048$.

Сума кінцевої геометричної прогресії

Нехай ми маємо кінцеву геометричну прогресію. Давайте, як і для арифметичної прогресії, порахуємо суму її членів.

Нехай дано кінцеву геометричну прогресію: $b_(1),b_(2),…,b_(n-1),b_(n)$.
Введемо позначення суми її членів: $S_(n)=b_(1)+b_(2)+⋯+b_(n-1)+b_(n)$.
Якщо $q=1$. Усі члени геометричної прогресії дорівнюють першому члену, тоді очевидно, що $S_(n)=n*b_(1)$.
Розглянемо тепер випадок $q≠1$.
Помножимо зазначену вище суму на q.
$S_(n)*q=(b_(1)+b_(2)+⋯+b_(n-1)+b_(n))*q=b_(1)*q+b_(2)*q+⋯ +b_(n-1)*q+b_(n)*q=b_(2)+b_(3)+⋯+b_(n)+b_(n)*q$.
Зауважимо:
$S_(n)=b_(1)+(b_(2)+⋯+b_(n-1)+b_(n))$.
$S_(n)*q=(b_(2)+⋯+b_(n-1)+b_(n))+b_(n)*q$.

$S_(n)*q-S_(n)=(b_(2)+⋯+b_(n-1)+b_(n))+b_(n)*q-b_(1)-(b_(2) )+⋯+b_(n-1)+b_(n))=b_(n)*q-b_(1)$.

$S_(n)(q-1)=b_(n)*q-b_(1)$.

$S_(n)=\frac(b_(n)*q-b_(1))(q-1)=\frac(b_(1)*q^(n-1)*q-b_(1)) (q-1)=\frac(b_(1)(q^(n)-1))(q-1)$.

$S_(n)=\frac(b_(1)(q^(n)-1))(q-1)$.

Ми отримали формулу суми кінцевої геометричної прогресії.

приклад.
Знайти суму перших семи членів геометричної прогресії, яка має перший член дорівнює 4, а знаменник 3.

Рішення.
$S_(7)=\frac(4*(3^(7)-1))(3-1)=2*(3^(7)-1)=4372$.

приклад.
Знайти п'ятий член геометричної прогресії, яку відомо: $b_(1)=-3$; $ b_ (n) = -3072 $; $ S_ (n) = -4095 $.

Рішення.
$b_(n)=(-3)*q^(n-1)=-3072$.
$ q ^ (n-1) = 1024 $.
$q^(n)=1024q$.

$S_(n)=\frac(-3*(q^(n)-1))(q-1)=-4095$.
$-4095(q-1)=-3*(q^(n)-1)$.
$-4095 (q-1) = -3 * (1024q-1) $.
$1365q-1365=1024q-1$.
$ 341q = 1364 $.
$ q = 4 $.
$b_5=b_1*q^4=-3*4^4=-3*256=-768$.

Характеристична властивість геометричної прогресії

Хлопці, дано геометрична прогресія. Давайте розглянемо три послідовні її члени: $b_(n-1),b_(n),b_(n+1)$.
Ми знаємо, що:
$ \ frac (b_ (n)) (q) = b_ (n-1) $.
$b_(n)*q=b_(n+1)$.
Тоді:
$\frac(b_(n))(q)*b_(n)*q=b_(n)^(2)=b_(n-1)*b_(n+1)$.
$b_(n)^(2)=b_(n-1)*b_(n+1)$.
Якщо прогресія кінцева, це рівність виконується всім членів, крім першого і останнього.
Якщо заздалегідь невідомо, який у послідовності, але відомо що: $b_(n)^(2)=b_(n-1)*b_(n+1)$.
Тоді можна сміливо казати, що це геометрична прогресія.

Числова послідовність є геометричною прогресією, коли квадрат кожного її члена дорівнює добутку двох сусідніх із нею членів прогресії. Не забуваймо, що для кінцевої прогресії ця умова не виконується для першого та останнього члена.

Давайте подивимося на це тотожність: $\sqrt(b_(n)^(2))=\sqrt(b_(n-1)*b_(n+1))$.
$|b_(n)|=\sqrt(b_(n-1)*b_(n+1))$.
$\sqrt(a*b)$ називається середнім геометричних чисел a та b.

Модуль будь-якого члена геометричної прогресії дорівнює середньому геометричному двох сусідніх із ним членів.

приклад.
Знайти такі х, щоб $х+2; 2x+2; 3x+3$ були трьома послідовними членами геометричної прогресії.

Рішення.
Скористаємося характеристичною властивістю:
$(2x+2)^2=(x+2)(3x+3)$.
$4x^2+8x+4=3x^2+3x+6x+6$.
$x^2-x-2=0$.
$x_(1)=2$ і $x_(2)=-1$.
Підставимо послідовно у вихідні вирази, наші рішення:
При $x=2$, отримали послідовність: 4;6;9 – геометрична прогресія, яка $q=1,5$.
При $х=-1$ отримали послідовність: 1;0;0.
Відповідь: $х=2.$

Завдання для самостійного вирішення

1. Знайдіть восьмий перший член геометричної прогресії 16; -8; 4; -2 ... .
2. Знайдіть десятий член геометричної прогресії 11,22,44….
3. Відомо, що $b_(1)=5, q=3$. Знайти $b_(7)$.
4. Відомо, що $b_(1)=8, q=-2, b_(n)=512$. Знайти n.
5. Знайдіть суму перших 11 членів геометричної прогресії 3; 12; 48 ... .
6. Знайти такі х що $3х+4; 2x+4; x+5$ є трьома послідовними членами геометричної прогресії.

Приклад геометричної прогресії: 2, 6, 18, 54, 162.

Тут кожен член після першого в 3 рази більший за попередній. Тобто кожен наступний член є результатом множення попереднього члена на 3:

2 · 3 = 6

6 · 3 = 18

18 · 3 = 54

54 · 3 = 162 .

У прикладі при розподілі другого члена перший, третього другого і т.д. ми отримуємо 3. Число 3 і є знаменником цієї геометричної прогресії.

приклад:

Повернемося до нашої геометричної прогресії 2, 6, 18, 54, 162. Візьмемо четвертий член і піднімемо його в квадрат:
54 2 = 2916.

Тепер перемножимо члени, що стоять ліворуч і праворуч від числа 54:

18 · 162 = 2916.

Як бачимо, квадрат третього члена дорівнює добутку сусідніх другого та четвертого членів.

Приклад 1: Візьмемо якусь геометричну прогресію, в якій перший член дорівнює 2, а знаменник геометричної прогресії дорівнює 1,5. Потрібно знайти 4-й член цієї прогресії.

Дано:
b 1 = 2

q = 1,5
n = 4

————
b 4 - ?

Рішення.

Застосовуємо формулу b n= b 1 · q n- 1 , вставляючи до неї відповідні значення:
b 4 = 2 · 1,5 4 - 1 = 2 · 1,5 3 = 2 · 3,375 = 6,75.

Відповідь: Четвертий член заданої геометричної прогресії - число 6,75

Приклад 2: Знайдемо п'ятий член геометричної прогресії, якщо перший і третій члени рівні відповідно 12 і 192

Дано:
b 1 = 12
b 3 = 192
————
b 5 - ?

Рішення.

1) Спочатку нам треба знайти знаменник геометричної прогресії, без якої вирішити завдання неможливо. Як перший крок за допомогою нашої формули виводимо формулу для b 3:

b 3 = b 1 · q 3 - 1 = b 1 · q 2

Тепер ми можемо знайти знаменник геометричної прогресії:

b 3 192
q 2 = —— = —— = 16
b 1 12

q= √16 = 4 або -4.

2) Залишилось знайти значення b 5 .
Якщо q= 4, то

b 5 = b 1 q 5-1 = 12 · 4 4 = 12 · 256 = 3072.

При q= -4 результат буде той самий. Таким чином, завдання має одне рішення.

Відповідь: П'ятий член заданої геометричної прогресії - це число 3072

приклад: Знайдемо суму перших п'яти членів геометричної прогресії ( b n), у якій перший член дорівнює 2, а знаменник геометричної прогресії 3.

Дано:

b 1 = 2

q = 3

n = 5
————
S 5 - ?

Рішення.

Застосовуємо другу формулу з двох наведених вище:

b 1 (q 5 - 1) 2 (3 5 - 1) 2 · (243 - 1) 484
S 5 = ————— = ————— = ———————— = ————— = 242
q - 1 3 - 1 2 2

Відповідь: Сума перших п'яти членів заданої геометричної прогресії дорівнює 242

Сума нескінченної геометричної прогресії.

Слід розрізняти поняття «сума нескінченної геометричної прогресії» та «сума nчленів геометричної прогресії». Друге поняття відноситься до будь-якої геометричної прогресії, а перше - тільки до такої, де знаменник менший за 1 по модулю.

Отже, сядемо і почнемо писати якісь числа. Наприклад:

Писати можна будь-які числа, і може бути скільки завгодно (у разі їх). Скільки б чисел ми не написали, ми завжди можемо сказати, яке з них перше, яке друге і так далі до останнього, тобто можемо їх пронумерувати. Це і є приклад числової послідовності:

Числова послідовність- Це безліч чисел, кожному з яких можна присвоїти унікальний номер.

Наприклад, для нашої послідовності:

Присвоєний номер характерний лише однієї числа послідовності. Іншими словами, у послідовності немає трьох других чисел. Друге число (як і число) завжди одне.

Число з номером називається м'яним членом послідовності.

Всю послідовність ми зазвичай називаємо якоюсь літерою (наприклад,), і кожен член цієї послідовності – тією ж літерою з індексом, що дорівнює номеру цього члена: .

У нашому випадку:

Найпоширеніші види прогресії це арифметична та геометрична. У цій темі ми поговоримо про другий вид геометричній прогресії.

Навіщо потрібна геометрична прогресія та її історія виникнення.

Ще в давнину італійський математик монах Леонардо з Пізи (відоміший під ім'ям Фібоначчі) займався вирішенням практичних потреб торгівлі. Перед ченцем стояло завдання визначити, за допомогою якої найменшої кількості гир можна зважити товар? У своїх працях Фібоначчі доводить, що оптимальною є така система гир: Це одна з перших ситуацій, в якій людям довелося зіткнутися з геометричною прогресією, про яку ти напевно чув і маєш хоча б загальне поняття. Як тільки повністю розберешся в темі, подумай, чому така система оптимальна?

В даний час, у життєвій практиці, геометрична прогресія проявляється при вкладенні коштів у банк, коли сума відсотків нараховується на суму, що накопичилася на рахунку за попередній період. Іншими словами, якщо покласти гроші на терміновий внесок у ощадний банк, то через рік вклад збільшиться від вихідної суми, тобто. нова сума дорівнюватиме вкладу, помноженому на. Ще за рік вже ця сума збільшиться, тобто. сума, що вийшла в той раз, знову помножиться на і так далі. Подібна ситуація описана у завданнях на обчислення так званих складних відсотків- Відсоток береться щоразу від суми, яка є на рахунку з урахуванням попередніх відсотків. Про ці завдання ми поговоримо трохи згодом.

Є ще багато простих випадків, де застосовується геометрична прогресія. Наприклад, поширення грипу: одна людина заразила людина, ті у свою чергу заразили ще по людину, і таким чином друга хвиля зараження – людина, а ті у свою чергу заразили ще… і так далі…

До речі, фінансова піраміда, та сама МММ – це простий і сухий розрахунок за властивостями геометричної прогресії. Цікаво? Давай розбиратись.

Геометрична прогресія.

Допустимо, у нас є числова послідовність:

Ти відразу ж відповиш, що це легко та ім'я такої послідовності – з різницею її членів. А як щодо такого:

Якщо ти будеш віднімати з наступного числа попереднє, то ти побачиш, що кожного разу виходить нова різниця (і т.д.), але послідовність безперечно існує і її нескладно помітити – кожне наступне число в рази більше за попереднє!

Такий вид числової послідовності називається геометричною прогресієюта позначається.

Геометрична прогресія ( ) - це числова послідовність, перший член якої відмінний від нуля, а кожен член, починаючи з другого, дорівнює попередньому, помноженому на те саме число . Це число називають знаменником геометричної прогресії.

Обмеження, що член ( ) не дорівнює і випадкові. Припустимо, що їх немає, і перший член все ж таки дорівнює, а q рівно, хм.. нехай, тоді виходить:

Погодься, що це вже не прогресія.

Як ти розумієш, ті самі результати ми отримаємо, якщо буде будь-яким числом, відмінним від нуля, а. У цих випадках прогресії просто не буде, тому що весь числовий рядбудуть або всі нулі, або одне число, а решта всіх нулі.

Тепер поговоримо докладніше про знаменника геометричної прогресії, тобто о.

Повторимо: – це число, у скільки разів змінюється кожен наступний членгеометричної прогресії.

Як ти гадаєш, яким може бути? Правильно, позитивним та негативним, але не нулем (ми говорили про це трохи вище).

Припустимо, що ми маємо позитивне. Нехай у нашому випадку, а. Чому дорівнює другий член і? Ти легко відповиш, що:

Все вірно. Відповідно, якщо всі наступні члени прогресії мають однаковий знак - вони позитивні.

А якщо негативне? Наприклад, а. Чому дорівнює другий член і?

Це вже зовсім інша історія

Спробуй порахувати член цієї прогресії. Скільки у тебе вийшло? У мене. Таким чином, якщо знаки членів геометричної прогресії чергуються. Тобто, якщо ти побачиш прогресію, з знаками, що чергуються у її членів, значить її знаменник на негативний. Це знання може допомогти тобі перевіряти себе під час вирішення завдань на цю тему.

Тепер трохи потренуємося: спробуй визначити, які числові послідовності є геометричною прогресією, а які арифметичною:

Розібрався? Порівняємо наші відповіді:

• Геометрична прогресія – 3, 6.
• Арифметична прогресія – 2, 4.
• Не є ні арифметичною, ні геометричною прогресією – 1, 5, 7.

Повернемося до нашої останньої прогресії, а спробуємо так само як і в арифметичній знайти її член. Як ти вже здогадуєшся, є два способи його знаходження.

Послідовно множимо кожен член.

Отже, -ой член описаної геометричної прогресії дорівнює.

Як ти вже здогадуєшся, зараз ти сам виведеш формулу, яка допоможе тобі знайти будь-який член геометричної прогресії. Або ти її вже вивів для себе, розписуючи, як поетапно знаходити член? Якщо так, то перевір правильність твоїх міркувань.

Проілюструємо це з прикладу знаходження -го члена даної прогресії:

Іншими словами:

Знайди самостійно значення члена заданої геометричної прогресії.

Вийшло? Порівняємо наші відповіді:

Зверніть увагу, що в тебе вийшло таке ж число, як і в попередньому способі, коли ми послідовно множили на кожен попередній член геометричної прогресії.
Спробуємо «знеособити» цю формулу – наведемо її у загальний вигляд і отримаємо:

Виведена формула правильна всім значень - як позитивних, і негативних. Перевір це самостійно, розрахувавши члени геометричної прогресії з такими умовами: , а.

Порахував? Порівняємо отримані результати:

Погодься, що знаходити член прогресії можна було б так само як і член, проте є ймовірність неправильно порахувати. А якщо ми знайшли вже член геометричної прогресії, то що може бути простіше, ніж скористатися «обрізаною» частиною формули.

Нескінченна спадна геометрична прогресія.

Зовсім недавно ми говорили про те, що може бути як більше, так і менше нуля, однак є особливі значення при яких геометрична прогресія називається нескінченно спадаючою.

Як ти вважаєш, чому така назва?
Для початку запишемо якусь геометричну прогресію, що складається з членів.
Допустимо, а, тоді:

Ми бачимо, що кожен наступний член менший за попередній у рази, але чи буде якесь число? Ти одразу відповиш – «ні». Ось тому і нескінченно спадаюча – зменшується, зменшується, а банкрутом ніколи не стає.

Щоб чітко зрозуміти, як це виглядає візуально, спробуємо намалювати графік нашої прогресії. Отже, для нашого випадку формула набуває наступного вигляду:

На графіках нам звично будувати залежність від, тому:

Суть висловлювання не змінилася: у першому записі в нас була показана залежність значення члена геометричної прогресії від його порядкового номера, а у другому записі – ми просто набули значення члена геометричної прогресії за, а порядковий номер позначили не як, а як. Все, що залишилося зробити, – побудувати графік.
Побачимо, що в тебе вийшло. Ось який графік вийшов у мене:

Бачиш? Функція зменшується, прагне до нуля, але ніколи його не перетне, тому вона нескінченно спадає. Зазначимо на графіку наші точки, а заразом і те, що означає координата і:

Спробуй схематично зобразити графік геометричної прогресії, якщо перший її член також дорівнює. Проаналізуй, у чому різниця з нашим попереднім графіком?

Впорався? Ось який графік вийшов у мене:

Тепер, коли ти повністю розібрався в основах теми геометричної прогресії: знаєш, що це таке, знаєш, як знайти її член, а також знаєш, що таке геометрична прогресія, що нескінченно убуває, перейдемо до її основної властивості.

Властивість геометричної прогресії.

Пам'ятаєш властивість членів арифметичної прогресії? Так, так, як визначити значення певної кількості прогресії, коли є попереднє і наступне значення членів цієї прогресії. Згадав? Ось це:

Тепер перед нами стоїть таке саме питання для членів геометричної прогресії. Щоб вивести подібну формулу, давай почнемо малювати та міркувати. Ось побачиш, це дуже легко, і якщо ти забудеш, зможеш вивести її самостійно.

Візьмемо ще одну просту геометричну прогресію, в якій нам відомі та. Як знайти? За арифметичної прогресії це легко і просто, а як тут? Насправді в геометричній теж немає нічого складного – необхідно просто розписати за формулою кожне дане нам значення.

Ти спитаєш, і що тепер нам із цим робити? Так, дуже просто. Для початку зобразимо дані формули малюнку, і спробуємо зробити із нею різні маніпуляції, щоб дійти значення.

Абстрагуємося від чисел, які ми маємо, зосередимося лише з їхньому вираженні через формулу. Нам необхідно знайти значення, виділене помаранчевим кольоромзнаючи сусідні з ним члени. Спробуємо зробити з ними різні дії, у яких ми зможемо отримати.

Додавання.
Спробуємо скласти два вирази і ми отримаємо:

З цього виразу, як ти бачиш, ми ніяк не зможемо висловити, отже, пробуватимемо інший варіант - віднімання.

Віднімання.

Як ти бачиш, з цього ми теж не можемо висловити, отже спробуємо помножити дані вирази один на одного.

множення.

А тепер подивися уважно, що ми маємо, перемножуючи дані нам члени геометричної прогресії порівняно з тим, що необхідно знайти:

Здогадався про що я говорю? Правильно, щоб знайти нам необхідно взяти квадратний коріньвід перемножених один на одного сусідніх із шуканим чисел геометричної прогресії:

Ну ось. Ти сам вивів властивість геометричної прогресії. Спробуй записати цю формулу у загальному вигляді. Вийшло?

Забув умову за? Подумай, чому воно важливо, наприклад, спробуй самостійно прорахувати, коли. Що вийде у цьому випадку? Правильно, повна дурість оскільки формула виглядає так:

Відповідно, не забувай це обмеження.

Тепер порахуємо, чому ж одно

Правильну відповідь - ! Якщо ти при розрахунку не забув друге можливе значення, то ти великий молодець і одразу можеш переходити до тренування, а якщо забув – прочитай те, що розібрано далі та зверни увагу, чому у відповіді необхідно записувати обидва корені.

Намалюємо обидві наші геометричні прогресії – одну зі значенням, а іншу зі значенням і перевіримо, чи мають обидві право на існування:

Щоб перевірити, чи існує така геометрична прогресія чи ні, необхідно подивитися, чи однакове між усіма її заданими членами? Розрахуй q для першого та другого випадку.

Бачиш, чому ми маємо писати дві відповіді? Тому що знак у члена, що шукається, залежить від того, який – позитивний чи негативний! Оскільки ми не знаємо, який він, нам необхідно писати обидві відповіді і з плюсом, і з мінусом.

Тепер, коли ти засвоїв основні моменти та вивів формулу на властивість геометричної прогресії, знайди, знаючи та

Порівняй отримані відповіді з правильними:

Як ти думаєш, а якби нам були дані не сусідні з шуканим числом значення членів геометричної прогресії, а віддалені від нього. Наприклад, нам необхідно знайти, а дані і. Чи можемо ми використовувати виведену нами формулу? Спробуй так само підтвердити або спростувати цю можливість, розписуючи з чого складається кожне значення, як ти робив, виводячи спочатку формулу, при.
Що в тебе вийшло?

Тепер знову поглянь уважно.
і відповідно:

З цього ми можемо зробити висновок, що формула працює не тільки при сусідніхз шуканими членами геометричної прогресії, але й рівновіддаленимивід шуканого членами.

Таким чином, наша первісна формула набуває вигляду:

Тобто, якщо в першому випадку ми говорили, що, то зараз ми говоримо, що може дорівнювати будь-кому натуральному числу, Що менше. Головне, щоб був однаковим для обох заданих чисел.

Потренуйся на конкретні прикладиТільки будь гранично уважний!

1. , . Знайти.
2. , . Знайти.
3. , . Знайти.

Вирішив? Сподіваюся, ти був дуже уважний і помітив невелику каверзу.

Порівнюємо результати.

У перших двох випадках ми спокійно застосовуємо вищеописану формулу та отримуємо наступні значення:

У третьому випадку при уважному розгляді порядкових номерів даних нам чисел, ми розуміємо, що вони не віддалені від шуканого нами числа: є попереднім числом, а видалена на позиції, таким чином застосувати формулу не надається можливим.

Як її вирішувати? Насправді, це не так складно, як здається! Давай з тобою розпишемо, з чого складається кожне дане нам і шукане число.

Отже, у нас є в. Побачимо, що з ними можна зробити? Пропоную поділити на. Отримуємо:

Підставляємо у формулу наші дані:

Наступним кроком ми можемо знайти – для цього нам необхідно взяти кубічний корінь із отриманого числа.

А тепер дивимося ще раз, що у нас є. У нас є, а знайти нам необхідно, а він, у свою чергу, дорівнює:

Усі необхідні дані для підрахунку ми знайшли. Підставляємо у формулу:

Наша відповідь: .

Спробуй вирішити ще одне таке завдання самостійно:
Дано: ,
Знайти:

Скільки у тебе вийшло? У мене - .

Як ти бачиш, по суті, тобі потрібно запам'ятати лише одну формулу- . Всі інші ти без будь-якої праці можеш вивести самостійно будь-якої миті. Для цього просто напиши на листку найпростішу геометричну прогресію і розпиши, чому згідно з вищеописаною формулою дорівнює кожне її число.

Сума членів геометричної прогресії.

Тепер розглянемо формули, які дозволяють швидко порахувати суму членів геометричної прогресії в заданому проміжку:

Щоб вивести формулу суми членів кінцевої геометричної прогресії, помножимо всі частини вищого рівняння. Отримаємо:

Подивися уважно: що спільного в останніх двох формулах? Правильно, спільні члени, наприклад, і так далі, крім першого та останнього члена. Давай спробуємо відняти з 2-го рівняння перше. Що в тебе вийшло?

Тепер вирази через формулу члена геометричної прогресії і підстави отриманий вираз у нашу останню формулу:

Згрупуй вираз. У тебе має вийти:

Все, що залишилося зробити – висловити:

Відповідно, у цьому випадку.

А що якщо? Яка формула працює тоді? Уяви собі геометричну прогресію при. Що вона собою являє? Правильно ряд однакових чиселвідповідно формула буде виглядати наступним чином:

Як і з арифметичної, і по геометричній прогресії існує безліч легенд. Одна з них – легенда про Сет, творця шахів.

Багато хто знає, що шахова гра була придумана в Індії. Коли індуський цар познайомився з нею, він був захоплений її дотепністю та різноманітністю можливих у ній положень. Дізнавшись, що вона винайдена одним із його підданих, цар вирішив особисто нагородити його. Він викликав винахідника до себе і наказав просити у нього все, що він забажає, пообіцявши виконати навіть найвправніше бажання.

Сета попросив час на роздуми, а коли другого дня Сета з'явився до царя, він здивував царя безприкладною скромністю свого прохання. Він попросив видати за першу клітинку шахівниці пшеничне зерно, за другу пшеничні зерна, за третю, за четверту і т.д.

Цар розгнівався і прогнав Сета, сказавши, що прохання слуги недостойне царської щедрості, але пообіцяв, що слуга отримає свої зерна за всі клітини дошки.

А тепер питання: використовуючи формулу суми членів геометричної прогресії, вважай, скільки зерен має отримати Сета?

Почнемо міркувати. Оскільки за умовою за першу клітинку шахівниці Сета попросив пшеничне зерно, за другу, за третю, за четверту і т.д., то ми бачимо, що в задачі йдеться про геометричну прогресію. Чому одно в цьому випадку?
Правильно.

Усього клітин шахівниці. Відповідно, . Всі дані у нас є, залишилося лише підставити у формулу та порахувати.

Щоб уявити хоча б приблизно «масштаби» даного числа, перетворюємо, використовуючи властивості ступеня:

Звичайно, якщо ти хочеш, то можеш взяти калькулятор і порахувати, що за число в результаті в тебе вийде, а якщо ні, доведеться повірити мені на слово: підсумковим значенням виразу буде.
Тобто:

квінтильйонів квадрильйонів трильйона мільярда мільйонів тисяч.

Фух) Якщо хочете уявити собі величезність цього числа, то прикиньте, якої величини комору знадобився б для вміщення всієї кількості зерна.
При висоті комори м і шириною м довжина його мала б простягатися на км, - тобто. удвічі далі, ніж від Землі до Сонця.

Якби цар був би сильний у математиці, то він міг би запропонувати самому вченому відраховувати зерна, адже щоб відрахувати мільйон зерен, йому знадобилося б не менше доби невпинного рахунку, а враховуючи, що необхідно відрахувати квінтильйонів, зерна довелося б відраховувати все життя.

А тепер вирішимо просте завдання на суму членів геометричної прогресії.
Учень 5 А класу Вася, захворів на грип, але продовжує ходити до школи. Щодня Вася заражає двох людей, які, своєю чергою, заражають ще двох і так далі. Загалом у класі людина. Через скільки днів на грип хворітиме весь клас?

Отже, перший член геометричної прогресії – це Вася, тобто людина. -ой член геометричної прогресії, це ті дві людини, яких він заразив у перший день свого приходу. Загальна сума членів прогресії дорівнює кількості учнів 5А. Відповідно, ми говоримо про прогресію, в якій:

Підставимо наші дані у формулу суми членів геометричної прогресії:

Весь клас занедужає за дні. Не віриш формулам та числам? Спробуй зобразити зараження учнів самостійно. Вийшло? Дивись, як це виглядає у мене:

Порахуй самостійно, за скільки днів учні захворіли б на грип, якби кожен заражав по людині, а в класі навчалася людина.

Яке значення в тебе вийшло? У мене вийшло, що всі почали хворіти через день.

Як ти бачиш, подібне завдання та малюнок до неї нагадує піраміду, в якій кожен наступний «наводить» нових людей. Однак рано чи пізно настає такий момент, коли останні не можуть нікого залучити. У нашому випадку, якщо уявити, що клас ізольований, людина замикає ланцюжок (). Таким чином, якби люди були залучені до фінансової піраміди, в якій гроші давалися у випадку, якщо ти приведеш двох інших учасників, то людина (або в загальному випадку) не привели б нікого, відповідно, втратили б усе, що вклали в цю фінансову аферу.

Все, що було сказано вище, відноситься до спадної або зростаючої геометричної прогресії, але, як ти пам'ятаєш, у нас є особливий вид - геометрична прогресія, що нескінченно убуває. Як же рахувати суму її членів? І чому цей вид прогресії має певні особливості? Давай розбиратись разом.

Отже, для початку подивимося ще раз на цей малюнок нескінченно спадної геометричної прогресії з нашого прикладу:

А тепер подивимося на формулу суми геометричної прогресії, виведену трохи раніше:
або

Чого в нас прагне? Правильно, на графіку видно, що воно прагне нуля. Тобто при майже рівному, відповідно, при обчисленні виразу ми отримаємо майже. У зв'язку з цим, ми вважаємо, що при підрахунку суми нескінченно спадної геометричної прогресії, даної дужкою можна знехтувати, оскільки вона дорівнюватиме.

- формула - сума членів нескінченно спадної геометричної прогресії.

ВАЖЛИВО!Формулу суми членів нескінченно спадної геометричної прогресії ми використовуємо тільки в тому випадку, якщо в умові в явному вигляді зазначено, що потрібно знайти суму нескінченногочисла членів.

Якщо зазначено конкретне число n, то користуємося формулою суми n членів, навіть якщо.

А тепер потренуємось.

1. Знайди суму перших членів геометричної прогресії з в.
2. Знайди суму членів нескінченно спадної геометричної прогресії з в.

Сподіваюся, ти був дуже уважний. Порівняємо наші відповіді:

Тепер ти знаєш про геометричну прогресію все, і настав час переходити від теорії до практики. Найпоширеніші завдання на геометричну прогресію, що зустрічаються на іспиті – це завдання на обчислення складних відсотків. Саме про них і йтиметься.

Завдання на обчислення складних процентів.

Ти, напевно, чув про так звану формулу складних відсотків. Чи ти розумієш, що вона означає? Якщо ні, давай розбиратися, тому що усвідомивши сам процес, ти одразу зрозумієш, причому тут геометрична прогресія.

Всі ми ходимо в банк і знаємо, що існують різні умови по вкладах: це і термін, і додаткове обслуговування, і відсоток із двома різними способами його нарахування – простим та складним.

З простими відсоткамивсе більш менш зрозуміло: відсотки нараховуються один раз наприкінці терміну вкладу. Тобто, якщо ми говоримо про те, що ми кладемо 100 рублів на рік під, то зарахуються лише наприкінці року. Відповідно, до закінчення вкладу ми отримаємо карбованців.

Складні відсотки- це такий варіант, за якого відбувається капіталізація відсотків, тобто. їх зарахування до суми вкладу та подальший розрахунок доходу немає від початкової, як від накопиченої суми вкладу. Капіталізація відбувається який завжди, і з деякою періодичністю. Як правило, такі періоди рівні і найчастіше банки використовують місяць, квартал чи рік.

Припустимо, що ми кладемо ті самі рублі по річних, але з щомісячною капіталізацією вкладу. Що в нас виходить?

Чи все тобі тут зрозуміло? Якщо ні, то давай розбиратися поетапно.

Ми принесли до банку карбованців. До кінця місяця у нас на рахунку має з'явитися сума, що складається з наших рублів плюс відсотків за ними, тобто:

Згоден?

Ми можемо винести за дужку, і тоді ми отримаємо:

Погодься, ця формула вже більше схожа на написану нами на початку. Залишилося розібратися з відсотками

За умови завдання нам сказано про річних. Як ти знаєш, ми не множимо на – ми переводимо відсотки у десяткові дроби, тобто:

Правильно? Зараз ти спитаєш, а звідки взялося число? Дуже просто!
Повторюся: за умови завдання сказано про РІЧНІвідсотки, нарахування яких відбувається Щомісячно. Як ти знаєш, у році місяців, відповідно, банк нараховуватиме нам на місяць частину від річних відсотків:

Зрозумів? А тепер спробуй написати, як виглядатиме ця частина формули, якщо я скажу, що відсотки нараховуються щодня.
Впорався? Давай порівняємо результати:

Молодець! Повернемося до нашого завдання: напиши скільки буде нараховано на наш рахунок на другий місяць, з урахуванням, що відсотки нараховуються на накопичену суму вкладу.
Ось що вийшло у мене:

Або, іншими словами:

Я думаю, що ти вже помітив закономірність і побачив у цьому геометричну прогресію. Напиши, чому дорівнюватиме її член, або, іншими словами, яку суму коштів ми отримаємо наприкінці місяця.
Зробив? Перевіряємо!

Як ти бачиш, якщо ти кладеш гроші в банк на рік під простий відсоток, то ти отримаєш карбованців, а якщо під складний – карбованців. Вигода невелика, але так відбувається тільки протягом року, а ось на більш тривалий період капіталізація набагато вигідніша:

Розглянемо ще один тип завдань на складні відсотки. Після того, в чому ти розібрався, це буде для тебе просто. Отже, завдання:

Компанія «Зірка» почала інвестувати у галузь 2000 року, маючи капітал доларів. Щороку, починаючи з 2001 року, вона отримує прибуток, який складає від капіталу попереднього року. Скільки прибутку отримає компанія «Зірка» після закінчення 2003 року, якщо прибуток з обороту не вилучався?

Капітал компанії «Зірка» у 2000 році.
- капітал компанії «Зірка» у 2001 році.
- капітал компанії «Зірка» у 2002 році.
- капітал компанії «Зірка» у 2003 році.

Або ми можемо написати коротко:

Для нашого випадку:

2000 рік, 2001 рік, 2002 рік та 2003 рік.

Відповідно:
рублів
Зауваж, у цьому задачі ми не маємо поділу ні на, ні на, тому що відсоток дано ЩОРІЧНИЙ і нараховується він ЩОРІЧНО. Тобто, читаючи завдання на складні відсотки, зверни увагу, який відсоток дано, і в який період він нараховується, і лише потім приступай до обчислень.
Тепер ти знаєш про геометричну прогресію все.

Тренування.

1. Знайдіть член геометричної прогресії, якщо відомо, що,
2. Знайдіть суму перших членів геометричної прогресії, якщо відомо, що, а
3. Компанія «МДМ Капітал» почала інвестувати у галузь 2003 року, маючи капітал доларів. Щороку, починаючи з 2004 року, вона отримує прибуток, який складає від капіталу попереднього року. Компанія «МСК Грошові потоки» стала інвестувати в галузь 2005 року у розмірі 10000 доларів, починаючи отримувати прибуток з 2006 року у розмірі. На скільки доларів капітал однієї компанії більше за іншу після закінчення 2007 року, якщо прибуток з обороту не вилучався?

Відповіді:

1. Так як за умови завдання не сказано, що прогресія нескінченна і потрібно знайти суму конкретної кількості її членів, то розрахунок йде за формулою:
2. 
   Компанія «МДМ Капітал»:

   2003, 2004, 2005, 2006, 2007 року.
   - Збільшується на 100%, тобто у 2 рази.
   Відповідно:
   рублів
   Компанія «МСК Грошові потоки»:

   2005, 2006, 2007 року.
   - Збільшується на, тобто в рази.
   Відповідно:
   рублів
   рублів

Підведемо підсумки.

1) Геометрична прогресія ( ) - це числова послідовність, перший член якої відмінний від нуля, а кожен член, починаючи з другого, дорівнює попередньому, помноженому на те саме число. Це число називають знаменником геометричної прогресії.

2) Рівняння членів геометричної прогресії - .

3) може набувати будь-яких значень, крім і.

• якщо всі наступні члени прогресії мають однаковий знак - вони позитивні;
• якщо, то всі наступні члени прогресії чергують знаки;
• при - прогресія називається нескінченно спадаючою.

4) , при – властивість геометричної прогресії (сусідні члени)

або
, при (рівновіддалені члени)

При знаходженні не варто забувати про те, що відповіді має бути дві.

Наприклад,

5) Сума членів геометричної прогресії обчислюється за такою формулою:
або

або

ВАЖЛИВО!Формулу суми членів нескінченно спадаючою геометричної прогресії ми використовуємо лише тому випадку, якщо в умові явно зазначено, що необхідно знайти суму нескінченного числа членів.

6) Завдання на складні відсотки також обчислюються за формулою члена геометричної прогресії, за умови, що кошти з обороту не вилучалися:

ГЕОМЕТРИЧНА ПРОГРЕСІЯ. КОРОТКО ПРО ГОЛОВНЕ

Геометрична прогресія( ) - це числова послідовність, перший член якої відмінний від нуля, а кожен член, починаючи з другого, дорівнює попередньому, помноженому на те саме число. Це число називають знаменником геометричної прогресії.

Знаменник геометричної прогресіїможе приймати будь-які значення, крім в.

• Якщо, всі наступні члени прогресії мають однаковий знак – вони позитивні ;
• якщо, то наступні члени прогресії чергують знаки;
• при - прогресія називається нескінченно спадаючою.

Рівняння членів геометричної прогресії - .

Сума членів геометричної прогресіїобчислюється за такою формулою:
або

Якщо прогресія є нескінченно спадною, то:

ЗАЛИШЕНІ 2/3 СТАТТІ ДОСТУПНІ ТІЛЬКИ УЧНЯМ YOUCLEVER!

Стати учнем YouClever,

Підготуватися до ОДЕ або ЄДІ з математики за ціною "чашка кави на місяць",

А також отримати безстроковий доступ до підручника "YouClever", Програми підготовки (решітника) "100gia", необмеженого пробному ЄДІта ОДЕ, 6000 завдань з розбором рішень та до інших сервісів YouClever та 100gia.