Co to jest ciąg geometryczny?
Ciągiem geometrycznym nazywamy ciąg, którego kolejne wyrazy są mnożone przez tą samą liczbę.
Liczbę tę nazywamy
ilorazem ciągu . Jest ona stała, oznaczamy ją literą
Wzór matematyczny: q. q .
Przykłady:
Wzór matematyczny: 1 przecinek 2 przecinek 4 przecinek 8 przecinek kropka kropka kropka. 1 , 2 , 4 , 8 , . . .
Wzór matematyczny: 9 przecinek 3 przecinek 1 przecinek ułamek: licznik 1; mianownik 3; koniec ułamka przecinek ułamek: licznik 1; mianownik 9; koniec ułamka przecinek i tak dalej. 9 , 3 , 1 , 1 3 , 1 9 , …
Wzór matematyczny: 4 przecinek minus 2 przecinek 1 przecinek minus ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka przecinek i tak dalej. 4 , − 2 , 1 , − 1 2 , …
Zatem Wzór matematyczny: q. q w podanych przykładach:
dla ciągu Wzór matematyczny: 1 przecinek 2 przecinek 4 przecinek 8 przecinek kropka kropka kropka. 1 , 2 , 4 , 8 , . . . → Wzór matematyczny: q równa się 2. q = 2
dla ciągu Wzór matematyczny: 9 przecinek 3 przecinek 1 przecinek ułamek: licznik 1; mianownik 3; koniec ułamka przecinek ułamek: licznik 1; mianownik 9; koniec ułamka przecinek i tak dalej. 9 , 3 , 1 , 1 3 , 1 9 , … → Wzór matematyczny: q równa się ułamek: licznik 1; mianownik 3; koniec ułamka. q = 1 3
dla ciągu Wzór matematyczny: 4 przecinek minus 2 przecinek 1 przecinek minus ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka przecinek i tak dalej. 4 , − 2 , 1 , − 1 2 , … → Wzór matematyczny: q równa się minus ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka. q = − 1 2
Możemy wywnioskować prosty wzór:
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: n plus 1; koniec indeksu równa się a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu razy q. a n + 1 = a n ⋅ q
gdzie:
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu. a n - Wzór matematyczny: n. n -ty wyraz ciągu
Wzór matematyczny: q. q - iloraz ciągu
Uwaga: Na wykresie wyrazy ciągu geometrycznego najczęściej gwałtownie rosną lub maleją. Wykresy podanych wcześniej ciągów przedstawiają się odpowiednio:
Ciąg Wzór matematyczny: 1 przecinek 2 przecinek 4 przecinek 8 przecinek kropka kropka kropka. 1 , 2 , 4 , 8 , . . . o ilorazie Wzór matematyczny: q równa się 2. q = 2 :
Ciąg Wzór matematyczny: 9 przecinek 3 przecinek 1 przecinek ułamek: licznik 1; mianownik 3; koniec ułamka przecinek ułamek: licznik 1; mianownik 9; koniec ułamka przecinek i tak dalej. 9 , 3 , 1 , 1 3 , 1 9 , … o ilorazie Wzór matematyczny: q równa się ułamek: licznik 1; mianownik 3; koniec ułamka. q = 1 3 :
Ciąg Wzór matematyczny: 4 przecinek minus 2 przecinek 1 przecinek minus ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka przecinek i tak dalej. 4 , − 2 , 1 , − 1 2 , … o ilorazie Wzór matematyczny: q równa się minus ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka. q = − 1 2 :
Przykład: Dany jest ciąg geometryczny o wzorze ogólnym Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu równa się nawias otwierający ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka nawias zamykający do potęgi: n; koniec potęgi. a n = ( 1 2 ) n . Znajdź Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu. a 1 , Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu. a 5 , Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 7; koniec indeksu. a 7 .
Rozwiązując to zadanie wstawiamy liczby do wzoru:
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu równa się nawias otwierający ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka nawias zamykający do potęgi: n; koniec potęgi. a n = ( 1 2 ) n
Pierwszy wyraz ciągu
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu. a 1 :
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu równa się nawias otwierający ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka nawias zamykający do potęgi: 1; koniec potęgi równa się ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka. a 1 = ( 1 2 ) 1 = 1 2
Piąty wyraz ciągu
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu. a 5 :
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu równa się nawias otwierający ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka nawias zamykający do potęgi: 5; koniec potęgi równa się ułamek: licznik 1; mianownik 32; koniec ułamka. a 5 = ( 1 2 ) 5 = 1 32
Siódmy wyraz ciągu
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 7; koniec indeksu. a 7 :
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 7; koniec indeksu równa się nawias otwierający ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka nawias zamykający do potęgi: 7; koniec potęgi równa się ułamek: licznik 1; mianownik 128; koniec ułamka. a 7 = ( 1 2 ) 7 = 1 128
Odpowiedź: Szukane liczby to
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu równa się ułamek: licznik 1; mianownik 2; koniec ułamka. a 1 = 1 2 ,
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu równa się ułamek: licznik 1; mianownik 32; koniec ułamka. a 5 = 1 32 ,
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 7; koniec indeksu równa się ułamek: licznik 1; mianownik 128; koniec ułamka. a 7 = 1 128 .
Wzór ogólny ciągu geometrycznego
Wzór ogólny na Wzór matematyczny: n. n -ty wyraz ciągu geometrycznego wyraża się postaci:
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu równa się a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu razy q do potęgi: n minus 1; koniec potęgi. a n = a 1 ⋅ q n − 1
gdzie:
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu. a 1 - pierwszy wyraz ciągu,
Wzór matematyczny: q. q - różnica ciągu
Wzór matematyczny: n. n - numer wyrazu, który chcemy obliczyć.
Przykład: Dany jest ciąg Wzór matematyczny: 5 przecinek 15 przecinek 45. 5 , 15 , 45 . Znajdź wzór na Wzór matematyczny: n. n -ty wyraz tego ciągu.
Aby uzyskać wzór na Wzór matematyczny: n. n -ty wyraz potrzebujemy Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu. a 1 oraz Wzór matematyczny: q. q . Odczytujemy wprost, że
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu równa się 5. a 1 = 5
Aby obliczyć Wzór matematyczny: q. q , przekształcamy poznany na początku wzór do postaci dzieląc obie strony przez Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu. a n :
Wzór matematyczny: q równa się ułamek: licznik a z indeksem dolnym: n plus 1; koniec indeksu; mianownik a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu; koniec ułamka. q = a n + 1 a n , do którego wstawiamy Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu równa się 5. a 1 = 5 i Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 2; koniec indeksu równa się 15. a 2 = 15 .
Wzór matematyczny: q równa się ułamek: licznik 15; mianownik 5; koniec ułamka równa się 3. q = 15 5 = 3 , więc Wzór matematyczny: q równa się 3. q = 3 .
Mamy już wszystko co potrzebne, wstawiamy Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu. a 1 i Wzór matematyczny: q. q do wzoru:
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu równa się a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu razy q do potęgi: n minus 1; koniec potęgi równa się 5 razy 3 do potęgi: n minus 1; koniec potęgi. a n = a 1 ⋅ q n − 1 = 5 ⋅ 3 n − 1
Odpowiedź: Wzór na Wzór matematyczny: n. n -ty wyraz ciągu to Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu równa się 5 razy 3 do potęgi: n minus 1; koniec potęgi. a n = 5 ⋅ 3 n − 1 .
Przykład: Zaznacz na wykresie pierwsze pięć wyrazów ciągu geometrycznego, jeżeli
a) Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu równa się 2 do potęgi: n; koniec potęgi. a n = 2 n
b) Wzór matematyczny: b z indeksem dolnym: n; koniec indeksu równa się nawias otwierający minus 1 nawias zamykający do potęgi: n; koniec potęgi. b n = ( − 1 ) n
a) Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu równa się 2 do potęgi: 1; koniec potęgi równa się 2. a 1 = 2 1 = 2 Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 2; koniec indeksu równa się 2 do kwadratu równa się 4. a 2 = 2 2 = 4
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 3; koniec indeksu równa się 2 do sześcianu równa się 8. a 3 = 2 3 = 8
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 4; koniec indeksu równa się 2 do potęgi: 4; koniec potęgi równa się 16. a 4 = 2 4 = 16
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu równa się 2 do potęgi: 5; koniec potęgi równa się 32. a 5 = 2 5 = 32
b) Wzór matematyczny: b z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu równa się nawias otwierający minus 1 nawias zamykający do potęgi: 1; koniec potęgi równa się minus 1. b 1 = ( − 1 ) 1 = − 1
Wzór matematyczny: b z indeksem dolnym: 2; koniec indeksu równa się nawias otwierający minus 1 nawias zamykający do kwadratu równa się 1. b 2 = ( − 1 ) 2 = 1
Wzór matematyczny: b z indeksem dolnym: 3; koniec indeksu równa się nawias otwierający minus 1 nawias zamykający do sześcianu równa się minus 1. b 3 = ( − 1 ) 3 = − 1
Wzór matematyczny: b z indeksem dolnym: 4; koniec indeksu równa się nawias otwierający minus 1 nawias zamykający do potęgi: 4; koniec potęgi równa się 1. b 4 = ( − 1 ) 4 = 1
Wzór matematyczny: b z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu równa się nawias otwierający minus 1 nawias zamykający do potęgi: 5; koniec potęgi równa się minus 1. b 5 = ( − 1 ) 5 = − 1
Przykład: Dany jest trzy-wyrazowy ciąg geometryczny Wzór matematyczny: 24 przecinek 6 przecinek a minus 1. 24 , 6 , a − 1 . Ile wynosi Wzór matematyczny: a. a ?
Krok 1: Mając podane dwa pierwsze wyrazy ciągu, wprost ze wzoru, obliczamy iloraz Wzór matematyczny: q. q :
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 2; koniec indeksu równa się a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu razy q. a 2 = a 1 ⋅ q
Wzór matematyczny: q równa się ułamek: licznik a z indeksem dolnym: 2; koniec indeksu; mianownik a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu; koniec ułamka. q = a 2 a 1
Wzór matematyczny: q równa się ułamek: licznik 6; mianownik 24; koniec ułamka równa się ułamek: licznik 1; mianownik 4; koniec ułamka. q = 6 24 = 1 4
Krok 2: Teraz możemy analogicznie wyznaczyć trzeci wyraz ciągu, ponieważ znamy już Wzór matematyczny: q. q oraz mamy podane Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu. a 1 :
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 3; koniec indeksu równa się a z indeksem dolnym: 1; koniec indeksu razy q do kwadratu. a 3 = a 1 ⋅ q 2
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 3; koniec indeksu równa się 24 razy nawias otwierający ułamek: licznik 1; mianownik 4; koniec ułamka nawias zamykający do kwadratu. a 3 = 24 ⋅ ( 1 4 ) 2
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 3; koniec indeksu równa się ułamek: licznik 6; mianownik 4; koniec ułamka równa się ułamek: licznik 3; mianownik 2; koniec ułamka. a 3 = 6 4 = 3 2
Krok 3: Skoro trzeci wyraz wyraża się w postaci Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 3; koniec indeksu równa się a minus 1. a 3 = a − 1 , to wykonujemy działanie, aby wyliczyć Wzór matematyczny: a. a :
Wzór matematyczny: ułamek: licznik 3; mianownik 2; koniec ułamka równa się a minus 1. 3 2 = a − 1
Wzór matematyczny: ułamek: licznik 3; mianownik 2; koniec ułamka plus 1 równa się a. 3 2 + 1 = a
Wzór matematyczny: a równa się ułamek: licznik 5; mianownik 2; koniec ułamka. a = 5 2
Odpowiedź: LIczba Wzór matematyczny: a. a wynosi Wzór matematyczny: ułamek: licznik 5; mianownik 2; koniec ułamka. 5 2 .
Przykład: W ciągu geometrycznym Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: n; koniec indeksu. a n mamy Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 3; koniec indeksu równa się 5. a 3 = 5 i Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 4; koniec indeksu równa się 15. a 4 = 15 . Ile jest równy wyraz Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu. a 5 ?
Znając Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 3; koniec indeksu. a 3 i Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 4; koniec indeksu. a 4 wyliczamy Wzór matematyczny: q. q , wiedząc, że między nimi jest jeden iloraz, czyli:
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 4; koniec indeksu równa się a z indeksem dolnym: 3; koniec indeksu razy q. a 4 = a 3 ⋅ q
Wzór matematyczny: q równa się ułamek: licznik a z indeksem dolnym: 4; koniec indeksu; mianownik a z indeksem dolnym: 3; koniec indeksu; koniec ułamka. q = a 4 a 3
Wzór matematyczny: q równa się ułamek: licznik 15; mianownik 5; koniec ułamka równa się 3. q = 15 5 = 3
Analogicznie między Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 4; koniec indeksu. a 4 i Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu. a 5 jest również jeden iloraz:
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu równa się a z indeksem dolnym: 4; koniec indeksu razy q. a 5 = a 4 ⋅ q
Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu równa się 15 razy 3 równa się 45. a 5 = 15 ⋅ 3 = 45
Odpowiedź: Wyraz piąty jest równy Wzór matematyczny: a z indeksem dolnym: 5; koniec indeksu równa się 45. a 5 = 45 .
Komentarze