Trang chủ Lớp 11 Toán lớp 11 SBT Toán 11 - Cánh diều Bài 10 trang 46 SBT toán 11 – Cánh diều: Cho dãy...

Bài 10 trang 46 SBT toán 11 – Cánh diều: Cho dãy số u_n , biết u_n = sin [ 2n – 1 π /4 ]. a) Viết bốn số hạng đầu của dãy số

Thay \(n = 1, {\rm{ }}2, {\rm{ 3, 4}}\) vào công thức \({u_n} = \sin \left[ {\left( {2n – 1} \right)\frac{\pi }{4}} \right]\. Lời giải Giải bài 10 trang 46 sách bài tập toán 11 – Cánh diều – Bài 1. Dãy số. Cho dãy số \(\left( {{u_n}} \right)\), biết \({u_n} = \sin \left[ {\left( {2n – 1} \right)\frac{\pi }{4}} \right]\)….

Đề bài/câu hỏi:

Cho dãy số \(\left( {{u_n}} \right)\), biết \({u_n} = \sin \left[ {\left( {2n – 1} \right)\frac{\pi }{4}} \right]\).

a) Viết bốn số hạng đầu của dãy số.

b) Chứng minh rằng \({u_{n + 4}} = {u_n}\) với mọi \(n \ge 1\).

c) Tính tổng 12 số hạng đầu của dãy số.

Hướng dẫn:

a) Thay \(n = 1,{\rm{ }}2,{\rm{ 3, 4}}\) vào công thức \({u_n} = \sin \left[ {\left( {2n – 1} \right)\frac{\pi }{4}} \right]\) để xác định 4 số hạng đầu của dãy số.

b) Thay \(n\) bởi \(n + 4\) vào công thức \({u_n} = \sin \left[ {\left( {2n – 1} \right)\frac{\pi }{4}} \right]\) để xác định \({u_{n + 4}}\) và chú ý rằng \(\sin \left( {x + k2\pi } \right) = \sin x\).

c) Sử dụng kết quả câu b, ta có \({u_1} = {u_5} = {u_9}\), \({u_2} = {u_6} = {u_{10}}\),\({u_3} = {u_7} = {u_{11}}\), \({u_4} = {u_8} = {u_{12}}\). Do đó tổng 12 số hạng đầu tiên bằng \(3\left( {{u_1} + {u_2} + {u_3} + {u_4}} \right)\).

Lời giải:

a) Ta có:

\({u_1} = \sin \left[ {\left( {2.1 – 1} \right)\frac{\pi }{4}} \right] = \sin \frac{\pi }{4} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\)

\({u_2} = \sin \left[ {\left( {2.2 – 1} \right)\frac{\pi }{4}} \right] = \sin \frac{{3\pi }}{4} = \frac{{\sqrt 2 }}{2}\)

\({u_3} = \sin \left[ {\left( {2.3 – 1} \right)\frac{\pi }{4}} \right] = \sin \frac{{5\pi }}{4} = – \frac{{\sqrt 2 }}{2}\)

\({u_4} = \sin \left[ {\left( {2.4 – 1} \right)\frac{\pi }{4}} \right] = \sin \frac{{7\pi }}{4} = – \frac{{\sqrt 2 }}{2}\)

Như vậy 4 số hạng đầu của dãy số là: \(\frac{{\sqrt 2 }}{2},\frac{{\sqrt 2 }}{2}, – \frac{{\sqrt 2 }}{2}, – \frac{{\sqrt 2 }}{2}\).

b) Ta có:

\({u_{n + 4}} = \sin \left\{ {\left[ {2\left( {n + 4} \right) – 1} \right]\frac{\pi }{4}} \right\} = \sin \left[ {\left( {2n – 1 + 8} \right)\frac{\pi }{4}} \right] = \sin \left[ {\left( {2n – 1} \right)\frac{\pi }{4} + 2\pi } \right] = \sin \left[ {\left( {2n – 1} \right)\frac{\pi }{4}} \right] = {u_n}\)

Vậy \({u_{n + 4}} = {u_n}\) với \(\forall n \in {\mathbb{N}^*}\).

c) Theo câu b, ta có \({u_{n + 4}} = {u_n}\) với \(\forall n \in {\mathbb{N}^*}\). Như vậy \({u_1} = {u_5} = {u_9}\), \({u_2} = {u_6} = {u_{10}}\),\({u_3} = {u_7} = {u_{11}}\), \({u_4} = {u_8} = {u_{12}}\).

Do đó:

\({u_1} + {u_2} + {u_3} + … + {u_{12}} = 3\left( {{u_1} + {u_2} + {u_3} + {u_4}} \right) = 3\left( {\frac{{\sqrt 2 }}{2} + \frac{{\sqrt 2 }}{2} + \frac{{ – \sqrt 2 }}{2} + \frac{{ – \sqrt 2 }}{2}} \right) = 0\)