Bài 3.15 trang 80 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá

Vị trí ban đầu của một chất điểm trên trục \(Ox\) cách gốc tọa độ \(50cm\) về phía phải. Nó bắt đầu chuyển động trên trục \(Ox\) theo hướng dương.

Đề bài

Vị trí ban đầu của một chất điểm trên trục \(Ox\) cách gốc tọa độ \(50cm\) về phía phải. Nó bắt đầu chuyển động trên trục \(Ox\) theo hướng dương. Giây đầu tiên nó di chuyển được \(40cm\), giây thứ hai được \(20cm...\), cứ mỗi giấy tiếp theo nó di chuyển một đoạn bằng \(\frac{1}{2}\) đoạn đường đi được trong giây ngay trước đó.

a) Tính khoảng cách từ gốc \(O\) đến chất điểm sau \(5\) giây.

b) Tại thời điểm nào kể từ lúc bắt đầu chuyện động, chất điểm cách \(O\) một khoảng \(135cm\)? Giả thiết rằng chuyển động của chất điểm không bao giờ chấm dứt.

Phương pháp giải - Xem chi tiết

Tổng của cấp số nhân là \({S_n} = {u_1}.\frac{{1 - {q^n}}}{{1 - q}}\)

Tổng cấp số nhân lùi vô hạn là \(S = \frac{{{u_1}}}{{1 - q}}\) với \(\left| q \right| < 1\)

Khoảng cách từ gốc \(O\) đến chất điểm sau 5 giây chính là tổng của 5 số hạng đầu tiên của cấp số nhân.

Lời giải chi tiết

a) Dựa vào dữ kiện bài toán ta thấy đoạn đường di chuyển mỗi dây của chất điểm chính là các số hạng của 1 cấp số nhân có \({u_1} = 40\) và \(q = \frac{1}{2}\)

Khi đó khoảng cách từ gốc \(O\) đến chất điểm sau 5 giây chính là

\({S_5} = {u_1} + {u_2} + {u_3} + {u_4} + {u_5} = 40 + 20 + 10 + 5 + \frac{5}{2} = 40.\frac{{1 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^5}}}{{1 - \frac{1}{2}}} = 77,5\,\,cm\)

b) Áp dụng công thức tính tổng của cấp số nhân là \({S_n} = {u_1}.\frac{{1 - {q^n}}}{{1 - q}}\) với \({u_1} = 40\) và \(q = \frac{1}{2}\), ta có: \({S_n} = 40.\frac{{1 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n}}}{{1 - \frac{1}{2}}} = 80\left( {1 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n}} \right)\)

Cách 1: Chất điểm cách gốc O một đoạn bằng 135 \(cm\) tức là \({S_n} = 135\)

Suy ra: \(80\left( {1 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n}} \right) = 135 \Leftrightarrow 1 - {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n} = \frac{{17}}{{16}} \Leftrightarrow {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n} = - \frac{{11}}{{16}}\) vô lí

Vậy chất điểm không cách \(O\) một khoảng 135 cm

Cách 2: Ta có \(\lim \,{S_n} = \lim 80\left( {1 - {{\left( {\frac{1}{2}} \right)}^n}} \right) = 80\) do đó chất điểm chỉ cách gốc \(O\) một khoảng xa nhất là 80 cm nên chất điểm không bao giờ cách O một khoảng 135 cm

Bình luận

Chia sẻ

Bình chọn:

4.9 trên 7 phiếu

Bài tiếp theo

Bài 3.16 trang 80 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
Tính tổng của các cấp số nhân lùi vô hạn sau
Bài 3.17 trang 80 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
Tìm các giới hạn:
Bài 3.18 trang 80 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
Tìm các giới hạn
Bài 3.19 trang 80 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
Xét tính liên tục của các hàm số sau đây tại điểm \({x_0}\):
Bài 3.20 trang 81 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
Cho hàm số\(y = f\left( x \right) = \left\{ \begin{array}{l}\frac{{{x^3} - 1}}{{x - 1}}\,\,\,khi\,\,x \ne 1\\\,\,\,\,\,\,\,\,\,a\,\,\,khi\,\,x = 1\end{array} \right.\). Hàm số \(y = f\left( x \right)\) liên tục tại \({x_0} = 1\) khi
Bài 3.21 trang 81 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
\(\mathop {\lim }\limits_{x \to {2^ - }} \frac{{4x - 4}}{{x - 2}}\) là
Bài 3.22 trang 81 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
\(\mathop {\lim }\limits_{x \to - \infty } \frac{{2 - x + {x^2}}}{x}\) là
Bài 3.23 trang 81 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
Tổng của cấp số nhân lùi vô hạn \(\left( {{u_n}} \right)\) là 5. Nếu công bội của cấp số nhân là \(q = \frac{2}{3}\) thì số hạng đầu là
Bài 3.24 trang 81 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
Dãy số \(\left( {{u_n}} \right)\) với \({u_n} = \frac{{1 + 2 + ... + n}}{{n + 2}} - \frac{n}{2},\,\forall x \in {\mathbb{N}^*}\) có giới hạn là
Bài 3.25 trang 81 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
\(\lim \frac{{{4^n} - {5^n}}}{{{2^n}{{.3}^n}}}\) là
Bài 3.14 trang 80 SGK Toán 11 tập 1 - Cùng khám phá
Tìm các giới hạn sau: