Bài 3 trang 97 SGK Đại số và Giải tích 11

Hãy viết các hệ thức liên hệ giữa các đại lượng để có thể tìm được các đại lượng còn lại?

Phương pháp giải:

Sử dụng các công thức:

\(\begin{array}{l}
{u_n} = {u_1} + \left( {n - 1} \right)d\\
{S_n} = n{u_1} + \frac{{n\left( {n - 1} \right)}}{2}d
\end{array}\)

Lời giải chi tiết:

Ta có:

\(\begin{array}{l}
{u_n} = {u_1} + (n - 1).d\\
\Rightarrow n = \frac{{{u_n} - {u_1}}}{d} + 1;\;\;d = \frac{{{u_n} - {u_1}}}{{n - 1}}\\
{S_n} = n.{u_1} + \frac{{n(n - 1)}}{2}.d\;\; \Rightarrow {u_1} = \frac{{2.{S_n} - n(n - 1).d}}{{2n}}\\
{S_n} = \frac{{n({u_1} + {u_n})}}{2}\;\; \Rightarrow {u_1} = \frac{{2.{S_n} - n.{u_n}}}{n}
\end{array}\)

Dựa vào các công thức trên thấy cần phải biết ít nhất 3 đại lượng để tìm được các đại lượng còn lại.

Lập bảng theo mẫu sau và điền vào chỗ trống thích hợp:

Lời giải chi tiết:

Dòng đầu: Biết \({u_1} =  - 2;{u_{20}} = 55\). Tìm d và \({S_{20}}\).

Ta có \({u_{20}} = {u_1} + 19d\)

\(\Leftrightarrow 55 =  - 2 + 19d \Leftrightarrow d = 3\)

\({S_{20}} = \frac{{20\left( {{u_1} + {u_{20}}} \right)}}{2} \) \(= \frac{{20.\left( { - 2 + 55} \right)}}{2} = 530\)

Dòng 2: Biết \(d =  - 4;\,\,{S_{15}} = 120\), tìm \({u_1}\) và \({u_{15}}\).

Ta có \({S_{15}} = 15{u_1} + \frac{{15.\left( {15 - 1} \right)}}{2}.d \)

\(\Leftrightarrow 120 = 15.{u_1} + 105.\left( { - 4} \right) \)

\(\Leftrightarrow 15{u_1} = 540 \Leftrightarrow {u_1} = 36\)

\( \Rightarrow {u_{15}} = {u_1} + 14d = 36 + 14.\left( { - 4} \right) =  - 20\)

Dòng 3: Biết \({u_1} = 3;\,\,d = {4 \over {27}};\,\,{u_n} = 7\). Tìm n và tính \({S_n}\).

Ta có \({u_n} = {u_1} + \left( {n - 1} \right)d \)

\(\Leftrightarrow 7 = 3 + \left( {n - 1} \right).{4 \over {27}} \Leftrightarrow n = 28\)

\({S_{28}} = 28{u_1} + \frac{{28.\left( {28 - 1} \right)}}{2}.d \)

\(= 28.3 + 378.\frac{4}{{27}} = 140\)

Dòng 4: Biết \({u_{12}} = 17\) và \({S_{12}} = 72\). Tìm \({u_1}\) và \(d\).

\(\begin{array}{l}
{S_{12}} = \frac{{12\left( {{u_1} + {u_{12}}} \right)}}{2}\\
\Leftrightarrow 72 = \frac{{12\left( {{u_1} + 17} \right)}}{2}\\
\Leftrightarrow {u_1} + 17 = 12\\
\Leftrightarrow {u_1} = - 5\\
{u_{12}} = {u_1} + 11d\\
\Leftrightarrow 17 = - 5 + 11d\\
\Leftrightarrow 22 = 11d \Leftrightarrow d = 2
\end{array}\)

Dòng 5: Biết \({u_1} = 2;d =  - 5\) và \({S_n} =  - 205\). Tìm n và tính \({u_n}\).

Ta có

\(\begin{array}{l}
{S_n} = n{u_1} + \frac{{n\left( {n - 1} \right)}}{2}d\\
\Leftrightarrow - 205 = n.2 + \frac{{n\left( {n - 1} \right)}}{2}.\left( { - 5} \right)\\
\Leftrightarrow - 410 = 4n - 5n\left( {n - 1} \right)\\
\Leftrightarrow 5{n^2} - 9n - 410 = 0\\
\Leftrightarrow \left[ \begin{array}{l}
n = 10\\
n = - \frac{{41}}{5}\left( {loai} \right)
\end{array} \right.\\
\Rightarrow n = 10\\
\Rightarrow {u_{10}} = {u_1} + 9d\\
= 2 + 9.\left( { - 5} \right) = - 43
\end{array}\)

Vậy ta điền được bảng như sau :