a) Ta có:
\[ u_5 = u_1 + 4d = 19 \]
\[ u_9 = u_1 + 8d = 35 \]
Trừ hai phương trình trên:
\[ (u_1 + 8d) - (u_1 + 4d) = 35 - 19 \]
\[ 4d = 16 \]
\[ d = 4 \]
Thay \( d = 4 \) vào phương trình \( u_5 = u_1 + 4d = 19 \):
\[ u_1 + 4 \cdot 4 = 19 \]
\[ u_1 + 16 = 19 \]
\[ u_1 = 3 \]
Vậy \( u_1 = 3 \) và \( d = 4 \).
b) Ta có:
\[ u_2 - u_5 + u_5 = 10 \]
\[ u_4 + u_6 = 26 \]
Rút gọn phương trình đầu tiên:
\[ u_2 = 10 \]
Ta biết:
\[ u_4 = u_1 + 3d \]
\[ u_6 = u_1 + 5d \]
Thay vào phương trình thứ hai:
\[ u_1 + 3d + u_1 + 5d = 26 \]
\[ 2u_1 + 8d = 26 \]
\[ u_1 + 4d = 13 \]
Ta đã biết \( u_2 = u_1 + d = 10 \). Thay \( u_1 = 10 - d \) vào phương trình \( u_1 + 4d = 13 \):
\[ 10 - d + 4d = 13 \]
\[ 10 + 3d = 13 \]
\[ 3d = 3 \]
\[ d = 1 \]
Thay \( d = 1 \) vào \( u_1 = 10 - d \):
\[ u_1 = 10 - 1 = 9 \]
Vậy \( u_1 = 9 \) và \( d = 1 \).
c) Ta có:
\[ u_5 + u_5 = 14 \]
\[ S_2 = 129 \]
Rút gọn phương trình đầu tiên:
\[ 2u_5 = 14 \]
\[ u_5 = 7 \]
Ta biết:
\[ u_5 = u_1 + 4d = 7 \]
\[ S_2 = u_1 + u_2 = 129 \]
Từ \( u_5 = u_1 + 4d = 7 \):
\[ u_1 + 4d = 7 \]
Từ \( S_2 = u_1 + u_2 = 129 \):
\[ u_1 + (u_1 + d) = 129 \]
\[ 2u_1 + d = 129 \]
Giải hệ phương trình:
\[ u_1 + 4d = 7 \]
\[ 2u_1 + d = 129 \]
Nhân phương trình đầu tiên với 2:
\[ 2u_1 + 8d = 14 \]
Trừ hai phương trình:
\[ (2u_1 + 8d) - (2u_1 + d) = 14 - 129 \]
\[ 7d = -115 \]
\[ d = -16.4286 \]
Thay \( d = -16.4286 \) vào \( u_1 + 4d = 7 \):
\[ u_1 + 4(-16.4286) = 7 \]
\[ u_1 - 65.7144 = 7 \]
\[ u_1 = 72.7144 \]
Vậy \( u_1 = 72.7144 \) và \( d = -16.4286 \).
d) Ta có:
\[ u_6 = 8 \]
\[ u_2^2 + u_4^2 = 16 \]
Ta biết:
\[ u_6 = u_1 + 5d = 8 \]
\[ u_2 = u_1 + d \]
\[ u_4 = u_1 + 3d \]
Thay vào phương trình thứ hai:
\[ (u_1 + d)^2 + (u_1 + 3d)^2 = 16 \]
\[ (u_1 + d)^2 + (u_1 + 3d)^2 = 16 \]
\[ (u_1 + d)^2 + (u_1 + 3d)^2 = 16 \]
Giải hệ phương trình:
\[ u_1 + 5d = 8 \]
\[ (u_1 + d)^2 + (u_1 + 3d)^2 = 16 \]
Thay \( u_1 = 8 - 5d \) vào phương trình thứ hai:
\[ (8 - 5d + d)^2 + (8 - 5d + 3d)^2 = 16 \]
\[ (8 - 4d)^2 + (8 - 2d)^2 = 16 \]
\[ (8 - 4d)^2 + (8 - 2d)^2 = 16 \]
Giải phương trình này để tìm \( d \) và thay ngược lại để tìm \( u_1 \).
Câu 2:
a) Ta có:
\[ u_{15} = u_1 + 14d \]
Thay \( u_1 = 27 \) và \( u_{15} = 59 \) vào ta được:
\[ 59 = 27 + 14d \]
\[ 14d = 32 \]
\[ d = \frac{32}{14} = \frac{16}{7} \]
b) Ta có:
\[ u_6 = u_1 + 5d \]
\[ u_2 = u_1 + d \]
\[ u_{13} = u_1 + 12d \]
Thay vào hệ phương trình ta được:
\[ u_1 + 5d = 5(u_1 + d) \]
\[ u_1 + 12d = 2(u_1 + 5d) + 5 \]
Giải hệ phương trình này ta được:
\[ u_1 + 5d = 5u_1 + 5d \]
\[ u_1 + 12d = 2u_1 + 10d + 5 \]
\[ -4u_1 = -2d \]
\[ u_1 = \frac{d}{2} \]
Thay \( u_1 = \frac{d}{2} \) vào phương trình thứ hai ta được:
\[ \frac{d}{2} + 12d = 2(\frac{d}{2}) + 10d + 5 \]
\[ \frac{25d}{2} = \frac{22d}{2} + 5 \]
\[ \frac{3d}{2} = 5 \]
\[ d = \frac{10}{3} \]
\[ u_1 = \frac{d}{2} = \frac{10}{3} \cdot \frac{1}{2} = \frac{5}{3} \]
c) Ta có:
\[ u_2 = u_1 + d \]
\[ u_4 = u_1 + 3d \]
\[ u_6 = u_1 + 5d \]
\[ u_8 = u_1 + 7d \]
\[ u_7 = u_1 + 6d \]
Thay vào hệ phương trình ta được:
\[ u_1 + d + u_1 + 3d - (u_1 + 5d) = -7 \]
\[ u_1 + 7d - (u_1 + 6d) = 2(u_1 + 5d) \]
Giải hệ phương trình này ta được:
\[ u_1 + d + u_1 + 3d - u_1 - 5d = -7 \]
\[ u_1 + 7d - u_1 - 6d = 2u_1 + 10d \]
\[ u_1 - d = -7 \]
\[ u_1 + d = 2u_1 + 10d \]
\[ -u_1 = 9d \]
\[ u_1 = -9d \]
Thay \( u_1 = -9d \) vào phương trình thứ hai ta được:
\[ -9d + d = 2(-9d) + 10d \]
\[ -8d = -18d + 10d \]
\[ -8d = -8d \]
Phương trình này đúng với mọi giá trị của \( d \). Vậy \( d \) có thể là bất kỳ giá trị nào và \( u_1 = -9d \).
d) Ta có:
\[ u_5 = u_1 + 4d \]
\[ u_2 = u_1 + d \]
\[ u_7 = u_1 + 6d \]
Thay vào hệ phương trình ta được:
\[ u_1 + 4d - (u_1 + d) = -8 \]
\[ u_1 + d \cdot u_1 + 6d = 75 \]
Giải hệ phương trình này ta được:
\[ u_1 + 4d - u_1 - d = -8 \]
\[ u_1 + du_1 + 6d = 75 \]
\[ 3d = -8 \]
\[ d = -\frac{8}{3} \]
Thay \( d = -\frac{8}{3} \) vào phương trình thứ hai ta được:
\[ u_1 + (-\frac{8}{3})u_1 + 6(-\frac{8}{3}) = 75 \]
\[ u_1 - \frac{8}{3}u_1 - 16 = 75 \]
\[ -\frac{5}{3}u_1 = 91 \]
\[ u_1 = -\frac{273}{5} \]
e) Ta có:
\[ u_1^2 + u_2^2 + u_3^2 = 155 \]
\[ s_1 = 21 \]
Thay \( s_1 = 21 \) vào ta được:
\[ u_1^2 + (u_1 + d)^2 + (u_1 + 2d)^2 = 155 \]
\[ 21 = 21 \]
Phương trình này đúng với mọi giá trị của \( u_1 \) và \( d \). Vậy \( u_1 \) và \( d \) có thể là bất kỳ giá trị nào thỏa mãn phương trình trên.
Câu 3:
1) $\left\{\begin{matrix}
S_{3}=12 & \\
S_{5}=35&
\end{matrix}\right.$
Ta có:
$S_{3}=u_{1}+u_{2}+u_{3}=3u_{1}+3d=12$
$S_{5}=u_{1}+u_{2}+u_{3}+u_{4}+u_{5}=5u_{1}+10d=35$
Giải hệ phương trình ta được $u_{1}=1,d=3$
2) $\left\{\begin{matrix}
u_{1}+u_{2}+u_{3}=9 & \\
u_{1}^{2}+u_{2}^{2}+u_{3}^{2}=35&
\end{matrix}\right.$
Ta có:
$u_{1}+u_{2}+u_{3}=3u_{1}+3d=9$
$u_{1}^{2}+u_{2}^{2}+u_{3}^{2}=u_{1}^{2}+(u_{1}+d)^{2}+(u_{1}+2d)^{2}=35$
Giải hệ phương trình ta được $u_{1}=1,d=2$ hoặc $u_{1}=3,d=-2$
3) $\left\{\begin{matrix}
u_{1}+u_{2}+u_{3}+u_{4}=16 & \\
u_{1}^{2}+u_{2}^{2}+u_{3}^{2}+u_{4}^{2}=84&
\end{matrix}\right.$
Ta có:
$u_{1}+u_{2}+u_{3}+u_{4}=4u_{1}+6d=16$
$u_{1}^{2}+u_{2}^{2}+u_{3}^{2}+u_{4}^{2}=u_{1}^{2}+(u_{1}+d)^{2}+(u_{1}+2d)^{2}+(u_{1}+3d)^{2}=84$
Giải hệ phương trình ta được $u_{1}=1,d=3$ hoặc $u_{1}=7,d=-3$
4) $\left\{\begin{matrix}
S_{5}=5 & \\
u_{1}.u_{2}.u_{3}.u_{4}.u_{5}=45&
\end{matrix}\right.$
Ta có:
$S_{5}=5u_{1}+10d=5$
$u_{1}.u_{2}.u_{3}.u_{4}.u_{5}=u_{1}(u_{1}+d)(u_{1}+2d)(u_{1}+3d)(u_{1}+4d)=45$
Giải hệ phương trình ta được $u_{1}=1,d=0$ hoặc $u_{1}=-3,d=2$
5) $\left\{\begin{matrix}
S_{4}=20 & \\
\frac{1}{u_{1}}+\frac{1}{u_{2}}+\frac{1}{u_{3}}+\frac{1}{u_{4}}=\frac{25}{24}&
\end{matrix}\right.$
Ta có:
$S_{4}=4u_{1}+6d=20$
$\frac{1}{u_{1}}+\frac{1}{u_{2}}+\frac{1}{u_{3}}+\frac{1}{u_{4}}=\frac{1}{u_{1}}+\frac{1}{u_{1}+d}+\frac{1}{u_{1}+2d}+\frac{1}{u_{1}+3d}=\frac{25}{24}$
Giải hệ phương trình ta được $u_{1}=2,d=2$
Câu 4:
a) Ta có:
\[ S_{12} = 34 \]
\[ S_{14} = 45 \]
Công thức tổng của n số hạng đầu tiên của cấp số cộng là:
\[ S_n = \frac{n}{2} [2u_1 + (n-1)d] \]
Áp dụng vào các điều kiện đã cho:
\[ S_{12} = \frac{12}{2} [2u_1 + 11d] = 34 \]
\[ 6(2u_1 + 11d) = 34 \]
\[ 2u_1 + 11d = \frac{34}{6} \]
\[ 2u_1 + 11d = \frac{17}{3} \quad (1) \]
\[ S_{14} = \frac{14}{2} [2u_1 + 13d] = 45 \]
\[ 7(2u_1 + 13d) = 45 \]
\[ 2u_1 + 13d = \frac{45}{7} \quad (2) \]
Giải hệ phương trình (1) và (2):
\[ 2u_1 + 11d = \frac{17}{3} \]
\[ 2u_1 + 13d = \frac{45}{7} \]
Trừ hai phương trình:
\[ (2u_1 + 13d) - (2u_1 + 11d) = \frac{45}{7} - \frac{17}{3} \]
\[ 2d = \frac{45}{7} - \frac{17}{3} \]
\[ 2d = \frac{135 - 119}{21} \]
\[ 2d = \frac{16}{21} \]
\[ d = \frac{8}{21} \]
Thay \( d = \frac{8}{21} \) vào (1):
\[ 2u_1 + 11 \cdot \frac{8}{21} = \frac{17}{3} \]
\[ 2u_1 + \frac{88}{21} = \frac{17}{3} \]
\[ 2u_1 = \frac{17}{3} - \frac{88}{21} \]
\[ 2u_1 = \frac{119 - 88}{21} \]
\[ 2u_1 = \frac{31}{21} \]
\[ u_1 = \frac{31}{42} \]
Số hạng thứ n của cấp số cộng:
\[ u_n = u_1 + (n-1)d \]
\[ u_n = \frac{31}{42} + (n-1) \cdot \frac{8}{21} \]
\[ u_n = \frac{31}{42} + \frac{8(n-1)}{21} \]
\[ u_n = \frac{31}{42} + \frac{8n - 8}{21} \]
\[ u_n = \frac{31 + 16n - 16}{42} \]
\[ u_n = \frac{16n + 15}{42} \]
b) Ta có:
\[ u_5 = 10 \]
\[ S_{10} = 5 \]
Công thức số hạng thứ n của cấp số cộng:
\[ u_n = u_1 + (n-1)d \]
Áp dụng vào điều kiện đã cho:
\[ u_5 = u_1 + 4d = 10 \quad (1) \]
Công thức tổng của n số hạng đầu tiên của cấp số cộng:
\[ S_{10} = \frac{10}{2} [2u_1 + 9d] = 5 \]
\[ 5(2u_1 + 9d) = 5 \]
\[ 2u_1 + 9d = 1 \quad (2) \]
Giải hệ phương trình (1) và (2):
\[ u_1 + 4d = 10 \]
\[ 2u_1 + 9d = 1 \]
Nhân phương trình (1) với 2:
\[ 2u_1 + 8d = 20 \]
Trừ hai phương trình:
\[ (2u_1 + 9d) - (2u_1 + 8d) = 1 - 20 \]
\[ d = -19 \]
Thay \( d = -19 \) vào (1):
\[ u_1 + 4(-19) = 10 \]
\[ u_1 - 76 = 10 \]
\[ u_1 = 86 \]
Số hạng thứ n của cấp số cộng:
\[ u_n = u_1 + (n-1)d \]
\[ u_n = 86 + (n-1)(-19) \]
\[ u_n = 86 - 19n + 19 \]
\[ u_n = 105 - 19n \]
c) Ta có:
\[ \frac{S_{10}}{5} = \frac{S_{10}}{3} = \frac{S_{10}}{2} \]
Công thức tổng của n số hạng đầu tiên của cấp số cộng:
\[ S_{10} = \frac{10}{2} [2u_1 + 9d] \]
\[ S_{10} = 5[2u_1 + 9d] \]
Theo điều kiện đã cho:
\[ \frac{S_{10}}{5} = \frac{S_{10}}{3} = \frac{S_{10}}{2} \]
\[ \frac{5[2u_1 + 9d]}{5} = \frac{5[2u_1 + 9d]}{3} = \frac{5[2u_1 + 9d]}{2} \]
\[ 2u_1 + 9d = \frac{5[2u_1 + 9d]}{3} = \frac{5[2u_1 + 9d]}{2} \]
Do đó:
\[ 2u_1 + 9d = 0 \]
\[ 2u_1 = -9d \]
\[ u_1 = -\frac{9d}{2} \]
Số hạng thứ n của cấp số cộng:
\[ u_n = u_1 + (n-1)d \]
\[ u_n = -\frac{9d}{2} + (n-1)d \]
\[ u_n = -\frac{9d}{2} + nd - d \]
\[ u_n = nd - \frac{11d}{2} \]
\[ u_n = d \left( n - \frac{11}{2} \right) \]
d) Ta có:
\[ S_{20} = 2S_{10} \]
\[ S_{13} = 3S \]
Công thức tổng của n số hạng đầu tiên của cấp số cộng:
\[ S_{20} = \frac{20}{2} [2u_1 + 19d] \]
\[ S_{20} = 10[2u_1 + 19d] \]
\[ S_{10} = \frac{10}{2} [2u_1 + 9d] \]
\[ S_{10} = 5[2u_1 + 9d] \]
Theo điều kiện đã cho:
\[ S_{20} = 2S_{10} \]
\[ 10[2u_1 + 19d] = 2 \cdot 5[2u_1 + 9d] \]
\[ 10[2u_1 + 19d] = 10[2u_1 + 9d] \]
\[ 2u_1 + 19d = 2u_1 + 9d \]
\[ 10d = 0 \]
\[ d = 0 \]
Thay \( d = 0 \) vào công thức tổng:
\[ S_{10} = 5[2u_1 + 9 \cdot 0] \]
\[ S_{10} = 5 \cdot 2u_1 \]
\[ S_{10} = 10u_1 \]
Theo điều kiện đã cho:
\[ S_{13} = 3S \]
\[ S_{13} = \frac{13}{2} [2u_1 + 12d] \]
\[ S_{13} = \frac{13}{2} [2u_1 + 12 \cdot 0] \]
\[ S_{13} = \frac{13}{2} \cdot 2u_1 \]
\[ S_{13} = 13u_1 \]
Theo điều kiện đã cho:
\[ S_{13} = 3S \]
\[ 13u_1 = 3S \]
\[ S = \frac{13u_1}{3} \]
Số hạng thứ n của cấp số cộng:
\[ u_n = u_1 + (n-1)d \]
\[ u_n = u_1 + (n-1) \cdot 0 \]
\[ u_n = u_1 \]
Vậy, số hạng đầu \( u_1 \), công sai \( d = 0 \), và số hạng thứ n của cấp số cộng là \( u_n = u_1 \).
Câu 5:
Câu hỏi
Cho cấp số cộng: \( u_1, u_2, u_3, \ldots \) có công sai \( d \).
1. Biết \( u_2 + u_{22} = 40 \). Tính \( S_{22} \).
2. Biết \( u_i + u_i + u_i + u_{i0} + u_{i0} + u_{i0} = 147 \). Tính \( u_6 + u_{11} \vee u_2 + u_6 + u_{11} + u_4 \).
3. Biết \( u_1 + u_6 + u_{12} + u_{16} = 224 \). Tính \( S_{16} \).
4. Biết \( u_{23} + u_{37} = 29 \). Tính \( u_{127} + 3u \).
Câu trả lời
Câu 1: Biết \( u_2 + u_{22} = 40 \). Tính \( S_{22} \).
Trong một cấp số cộng, ta có:
\[ u_2 = u_1 + d \]
\[ u_{22} = u_1 + 21d \]
Theo đề bài:
\[ u_2 + u_{22} = 40 \]
\[ (u_1 + d) + (u_1 + 21d) = 40 \]
\[ 2u_1 + 22d = 40 \]
\[ u_1 + 11d = 20 \]
Tổng của 22 số hạng đầu tiên \( S_{22} \) của cấp số cộng được tính bằng công thức:
\[ S_{22} = \frac{22}{2} (u_1 + u_{22}) \]
\[ S_{22} = 11 (u_1 + u_{22}) \]
\[ S_{22} = 11 \times 40 \]
\[ S_{22} = 440 \]
Câu 2: Biết \( u_i + u_i + u_i + u_{i0} + u_{i0} + u_{i0} = 147 \). Tính \( u_6 + u_{11} \vee u_2 + u_6 + u_{11} + u_4 \).
Giả sử \( i = 6 \) và \( i0 = 4 \):
\[ u_6 + u_6 + u_6 + u_4 + u_4 + u_4 = 147 \]
\[ 3u_6 + 3u_4 = 147 \]
\[ u_6 + u_4 = 49 \]
Ta cần tính \( u_6 + u_{11} \vee u_2 + u_6 + u_{11} + u_4 \):
\[ u_6 = u_1 + 5d \]
\[ u_{11} = u_1 + 10d \]
\[ u_2 = u_1 + d \]
\[ u_4 = u_1 + 3d \]
Do đó:
\[ u_6 + u_{11} = (u_1 + 5d) + (u_1 + 10d) = 2u_1 + 15d \]
\[ u_2 + u_6 + u_{11} + u_4 = (u_1 + d) + (u_1 + 5d) + (u_1 + 10d) + (u_1 + 3d) = 4u_1 + 19d \]
Câu 3: Biết \( u_1 + u_6 + u_{12} + u_{16} = 224 \). Tính \( S_{16} \).
Ta có:
\[ u_6 = u_1 + 5d \]
\[ u_{12} = u_1 + 11d \]
\[ u_{16} = u_1 + 15d \]
Theo đề bài:
\[ u_1 + (u_1 + 5d) + (u_1 + 11d) + (u_1 + 15d) = 224 \]
\[ 4u_1 + 31d = 224 \]
Tổng của 16 số hạng đầu tiên \( S_{16} \) của cấp số cộng được tính bằng công thức:
\[ S_{16} = \frac{16}{2} (u_1 + u_{16}) \]
\[ S_{16} = 8 (u_1 + u_{16}) \]
\[ S_{16} = 8 (u_1 + (u_1 + 15d)) \]
\[ S_{16} = 8 (2u_1 + 15d) \]
\[ S_{16} = 16u_1 + 120d \]
Câu 4: Biết \( u_{23} + u_{37} = 29 \). Tính \( u_{127} + 3u \).
Ta có:
\[ u_{23} = u_1 + 22d \]
\[ u_{37} = u_1 + 36d \]
Theo đề bài:
\[ u_{23} + u_{37} = 29 \]
\[ (u_1 + 22d) + (u_1 + 36d) = 29 \]
\[ 2u_1 + 58d = 29 \]
\[ u_1 + 29d = 14.5 \]
Ta cần tính \( u_{127} + 3u \):
\[ u_{127} = u_1 + 126d \]
\[ 3u = 3(u_1 + d) = 3u_1 + 3d \]
Do đó:
\[ u_{127} + 3u = (u_1 + 126d) + (3u_1 + 3d) \]
\[ u_{127} + 3u = 4u_1 + 129d \]
Câu 6:
Gọi ba số hạng liên tiếp của cấp số cộng là \( a-d \), \( a \), \( a+d \).
Theo đề bài, ta có:
1. Tổng của ba số hạng này bằng 27:
\[
(a-d) + a + (a+d) = 27
\]
\[
3a = 27
\]
\[
a = 9
\]
2. Tổng các bình phương của ba số hạng này bằng 293:
\[
(a-d)^2 + a^2 + (a+d)^2 = 293
\]
Thay \( a = 9 \) vào:
\[
(9-d)^2 + 9^2 + (9+d)^2 = 293
\]
\[
(9-d)^2 + 81 + (9+d)^2 = 293
\]
\[
(81 - 18d + d^2) + 81 + (81 + 18d + d^2) = 293
\]
\[
81 - 18d + d^2 + 81 + 81 + 18d + d^2 = 293
\]
\[
243 + 2d^2 = 293
\]
\[
2d^2 = 50
\]
\[
d^2 = 25
\]
\[
d = 5 \text{ hoặc } d = -5
\]
Với \( d = 5 \):
- Ba số hạng là \( 9-5 = 4 \), \( 9 \), \( 9+5 = 14 \).
Với \( d = -5 \):
- Ba số hạng là \( 9-(-5) = 14 \), \( 9 \), \( 9+(-5) = 4 \).
Do đó, ba số hạng liên tiếp của cấp số cộng là \( 4 \), \( 9 \), \( 14 \).
Câu 7:
Gọi bốn số hạng cần tìm là \( a - d \), \( a \), \( a + d \), \( a + 2d \).
Theo đề bài, ta có:
\[
(a - d) + a + (a + d) + (a + 2d) = 20
\]
\[
4a + 2d = 20
\]
\[
2a + d = 10 \quad \text{(1)}
\]
Tiếp theo, ta có tích của bốn số hạng này là 384:
\[
(a - d) \cdot a \cdot (a + d) \cdot (a + 2d) = 384
\]
Bây giờ, ta sẽ thay \( d \) từ phương trình (1) vào phương trình tích trên. Từ (1):
\[
d = 10 - 2a
\]
Thay \( d = 10 - 2a \) vào phương trình tích:
\[
(a - (10 - 2a)) \cdot a \cdot (a + (10 - 2a)) \cdot (a + 2(10 - 2a)) = 384
\]
\[
(a - 10 + 2a) \cdot a \cdot (a + 10 - 2a) \cdot (a + 20 - 4a) = 384
\]
\[
(3a - 10) \cdot a \cdot (10 - a) \cdot (20 - 3a) = 384
\]
Ta thử các giá trị của \( a \) để tìm ra đáp án đúng.
1. Nếu \( a = 4 \):
\[
d = 10 - 2 \cdot 4 = 2
\]
Bốn số hạng là:
\[
4 - 2 = 2, \quad 4, \quad 4 + 2 = 6, \quad 4 + 4 = 8
\]
Kiểm tra tổng:
\[
2 + 4 + 6 + 8 = 20
\]
Kiểm tra tích:
\[
2 \cdot 4 \cdot 6 \cdot 8 = 384
\]
Vậy bốn số hạng cần tìm là \( 2, 4, 6, 8 \).
Câu 8:
Gọi ba số hạng cần tìm là \( a - d \), \( a \), \( a + d \).
Theo giả thiết ta có:
\[
(a - d) + a + (a + d) = 15
\]
\[
(a - d)^2 + a^2 + (a + d)^2 = 83
\]
Giải phương trình đầu tiên:
\[
(a - d) + a + (a + d) = 15
\]
\[
3a = 15
\]
\[
a = 5
\]
Thay \( a = 5 \) vào phương trình thứ hai:
\[
(5 - d)^2 + 5^2 + (5 + d)^2 = 83
\]
\[
(5 - d)^2 + 25 + (5 + d)^2 = 83
\]
\[
(25 - 10d + d^2) + 25 + (25 + 10d + d^2) = 83
\]
\[
25 - 10d + d^2 + 25 + 25 + 10d + d^2 = 83
\]
\[
75 + 2d^2 = 83
\]
\[
2d^2 = 8
\]
\[
d^2 = 4
\]
\[
d = 2 \text{ hoặc } d = -2
\]
Với \( d = 2 \):
- Ba số hạng là \( 5 - 2 = 3 \), \( 5 \), \( 5 + 2 = 7 \)
Với \( d = -2 \):
- Ba số hạng là \( 5 - (-2) = 7 \), \( 5 \), \( 5 + (-2) = 3 \)
Như vậy, ba số hạng liên tiếp của cấp số cộng là 3, 5, 7.
Câu 9:
Để tìm 5 số hạng liên tiếp của một cấp số cộng (CSC) biết tổng của chúng bằng 40 và tổng bình phương của chúng bằng 480, ta sẽ làm như sau:
1. Đặt ẩn số:
Gọi 5 số hạng liên tiếp của CSC là \( a - 2d \), \( a - d \), \( a \), \( a + d \), \( a + 2d \).
2. Tổng của 5 số hạng:
Tổng của 5 số hạng này là:
\[
(a - 2d) + (a - d) + a + (a + d) + (a + 2d) = 5a
\]
Theo đề bài, tổng này bằng 40:
\[
5a = 40 \implies a = 8
\]
3. Tổng bình phương của 5 số hạng:
Tổng bình phương của 5 số hạng này là:
\[
(a - 2d)^2 + (a - d)^2 + a^2 + (a + d)^2 + (a + 2d)^2
\]
Thay \( a = 8 \) vào, ta có:
\[
(8 - 2d)^2 + (8 - d)^2 + 8^2 + (8 + d)^2 + (8 + 2d)^2
\]
Khai triển và đơn giản hóa:
\[
(8 - 2d)^2 = 64 - 32d + 4d^2
\]
\[
(8 - d)^2 = 64 - 16d + d^2
\]
\[
8^2 = 64
\]
\[
(8 + d)^2 = 64 + 16d + d^2
\]
\[
(8 + 2d)^2 = 64 + 32d + 4d^2
\]
Cộng tất cả lại:
\[
64 - 32d + 4d^2 + 64 - 16d + d^2 + 64 + 64 + 16d + d^2 + 64 + 32d + 4d^2
\]
\[
= 320 + 10d^2
\]
Theo đề bài, tổng bình phương này bằng 480:
\[
320 + 10d^2 = 480 \implies 10d^2 = 160 \implies d^2 = 16 \implies d = 4 \text{ hoặc } d = -4
\]
4. Xác định các số hạng:
Với \( a = 8 \) và \( d = 4 \):
\[
8 - 2 \cdot 4 = 0, \quad 8 - 4 = 4, \quad 8, \quad 8 + 4 = 12, \quad 8 + 2 \cdot 4 = 16
\]
Với \( a = 8 \) và \( d = -4 \):
\[
8 - 2 \cdot (-4) = 16, \quad 8 - (-4) = 12, \quad 8, \quad 8 + (-4) = 4, \quad 8 + 2 \cdot (-4) = 0
\]
Vậy 5 số hạng liên tiếp của CSC là: \( 0, 4, 8, 12, 16 \).
Câu 10:
Gọi 4 số hạng cần tìm là \( a - 3d, a - d, a + d, a + 3d \).
Ta có:
\[
(a - 3d) + (a - d) + (a + d) + (a + 3d) = 10
\]
\[
4a = 10 \implies a = \frac{5}{2}
\]
Tiếp theo, ta có:
\[
(a - 3d)^2 + (a - d)^2 + (a + d)^2 + (a + 3d)^2 = 30
\]
\[
(a^2 - 6ad + 9d^2) + (a^2 - 2ad + d^2) + (a^2 + 2ad + d^2) + (a^2 + 6ad + 9d^2) = 30
\]
\[
4a^2 + 20d^2 = 30
\]
Thay \( a = \frac{5}{2} \) vào, ta có:
\[
4 \left( \frac{5}{2} \right)^2 + 20d^2 = 30
\]
\[
4 \cdot \frac{25}{4} + 20d^2 = 30
\]
\[
25 + 20d^2 = 30 \implies 20d^2 = 5 \implies d^2 = \frac{1}{4} \implies d = \pm \frac{1}{2}
\]
Vậy, 4 số hạng cần tìm là:
- Khi \( d = \frac{1}{2} \):
\[
a - 3d = \frac{5}{2} - 3 \cdot \frac{1}{2} = 1
\]
\[
a - d = \frac{5}{2} - \frac{1}{2} = 2
\]
\[
a + d = \frac{5}{2} + \frac{1}{2} = 3
\]
\[
a + 3d = \frac{5}{2} + 3 \cdot \frac{1}{2} = 4
\]
- Khi \( d = -\frac{1}{2} \):
\[
a - 3d = \frac{5}{2} - 3 \cdot \left( -\frac{1}{2} \right) = 4
\]
\[
a - d = \frac{5}{2} - \left( -\frac{1}{2} \right) = 3
\]
\[
a + d = \frac{5}{2} + \left( -\frac{1}{2} \right) = 2
\]
\[
a + 3d = \frac{5}{2} + 3 \cdot \left( -\frac{1}{2} \right) = 1
\]
Vậy, 4 số hạng cần tìm là \( 1, 2, 3, 4 \).