Геометрическая прогрессия.
Числовую последовательность, все члены которой отличны от нуля и каждый член которой, начиная со второго, получается из предыдущего члена умножением на одно и то же число q, называют геометрической прогрессией, а число q – знаменателем геометрической прогрессии. Таким образом, геометрическая прогрессия – это числовая последовательность { bn }, заданная рекуррентно соотношениями b 1 = b, bn = bn –1 q (n = 2, 3, 4…).(b и q – заданные числа, b ≠ 0, q ≠ 0). Пример 1. 2, 6, 18, 54, … – возрастающая геометрическая прогрессия b = 2, q = 3. Пример 2. 2, –2, 2, –2, … – геометрическая прогрессия b = 2, q = –1. Пример 3. 8, 8, 8, 8, … – геометрическая прогрессия b = 8, q = 1. Геометрическая прогрессия является возрастающей последовательностью, если b 1 > 0, q > 1, и убывающей, если b 1 > 0, 0 < q < 1. Одно из очевидных свойств геометрической прогрессии состоит в том, что если последовательность является геометрической прогрессией, то и последовательность квадратов, т.е. b 12, b 22, b 32, …, bn 2,… является геометрической прогрессией, первый член которой равен b 12, а знаменатель – q 2. Формула n- го члена геометрической прогрессии имеет вид bn = b 1 qn– 1. Формула суммы первых n членов прогрессии , или , (в случае , ). Если геометрическая прогрессия бесконечно убывающая ( ), то ее сумма вычисляется по формуле . Обращение периодической десятичной дроби в обыкновенную. Предположим, мы хотим обратить периодическую десятичную дробь 0,(3) в обыкновенную. Рассмотрим эту десятичную дробь в следующем виде: Это бесконечно убывающая геометрическая прогрессия, первый член которой равен 3/10, а разность q = 1/10. В соответствии с выше приведенной формулой эта сумма равна: Таким образом, 0,(3) = 1/3.
1) Бесконечно убывающая геометрическая прогрессия, т.к Sп= <1. . . . х-1=3. х=4. 2) 1+2х+4х +…+(2х) +…=3,4-1,2х <0,5 Бесконечно убывающая геометрическая прогрессия, т.к <0,5. . Бесконечно убывающая геометрическая прогрессия (|q|<1). .
Пример 1. Найдите сумму всех целых чисел, начиная от 30 и до 80 включительно. Решение: Сумма всех целых чисел от 30 и до 80 включительно представляет собой сумму членов арифметической прогрессии, где а1 = 30, разность d = 1, а количество членов n = 51. . Ответ: 2805. Пример 2. Решите уравнение 22∙24∙26∙...∙22n=(0,125)-10. Решение: 22∙24∙26∙...∙22n=22+4+6+...+2n. . Получили: 22+4+6+...+2n=230 2+4+6+...+2n=30. В левой части равенства сумма n членов арифметической прогрессии, где а1 =2, а d = 2. Согласно формуле суммы членов арифметической прогрессии имеем: . n1 = – 6 не удовлетворяет условию т.к. n отрицательным быть не может. n2 =5 удовлетворяет условию. Ответ: n = 5. Пример 3. В геометрической прогрессии пятый член равен 2, восьмой равен 16. Найти сумму первых десяти членов. Решение: Пусть (bn) – геометрическая прогрессия. Известно, что b5 = 2. По формуле n – го члена геометрической прогрессии b5 = b1 q4 = 2. Аналогично b8 = b1 q7 = 16. Поделив второе равенство на первое, получим q3 = 8, т.е. q = 2. Подставив q = 2 в первое равенство, найдём b1: .Согласно формуле получим: . Ответ: . Пример 4. Записать число 0,6222… обыкновенной дробью. Решение: Запишем число 0,6222…в виде суммы: 0,6222…= 0,6 + 0,02 + 0,002 + 0,0002 + …, где 0,02 + 0,002 + 0,0002 + … - сумма членов бесконечно убывающей геометрической прогрессии, которая находится по формуле , где b1 = 0,02; q = 0,1. . Ответ: 28/45. 2) Решить задание: 1) Найти произведение третьего и четвёртого членов арифметической прогрессии, если первый член равен 3, а второй равен – 2. 2) Между числами – 8,8 и 2 вставьте пять чисел так, чтобы получилась арифметическая прогрессия. 2) Третий член арифметической прогрессии в три раза меньше шестого, а сумма второго и
пятого равна 16. Определите первый член прогрессии 4) Найдите знаменатель геометрической прогрессии, если b1=2, b5=162. 5) В геометрической прогрессии q=0,5, b6=1/32, найти b1. 6) Найдите третий член геометрической прогрессии, если её знаменатель равен -2, а седьмой член 16. 7) В геометрической прогрессии b1+b2+b3=31, b1+b3=26. Найти b7. 8) Какое наибольшее число последовательных нечётных чисел, начиная с 1, можно сложить, чтобы получившаяся сумма осталась меньше 400? 9) В геометрической прогрессии b2>b1 в два раза, а b6 =64. Найти b1. 10) Найдите сумму первых пяти членов последовательности, общий член которой выражается формулой . 11) Сумма членов арифметической прогрессии с третьего по одиннадцатый включительно равна 27. Найти номер члена прогрессии равного 3. 12) Сумма бесконечной убывающей геометрической прогрессии равна 32, а сумма пяти её первых членов равна 31. Найдите первый член прогрессии. 13) Найдите сумму всех чётных натуральных трёхзначных чисел, делящихся на 3. 14) Вычислить сумму: . 15) Найдите сумму всех положительных членов арифметической прогрессии 10,3; 8,5; …. 16) В арифметической прогрессии a10=-23. Найти a3+a17. 17) В арифметической прогрессии a5+a9=-20. Найти a7. 18) Произведение девяти первых членов геометрической прогрессии равно . Какой член геометрической прогрессии можно найти на основании этой информации? Чему он равен? 19) Решите уравнение . 20) Найдите сумму . 21) Три различных числа a1, a2, a3 в указанном порядке образуют арифметическую прогрессию, а числа 2a3-a1, a2+a3-a1, a1 в указанном порядке образуют геометрическую прогрессию. Найти знаменатель геометрической прогрессии. 3) Решить задание: I. Пусть – арифметическая прогрессия с разностью d и Sn – сумма n первых членов. Найти: 1. a13, если a5= 2; a40= 142. 2. a1+a20, если a3+a18= 50. 3. n, если a1= 3; a2= 5; Sn= 360. 4. a1 и d, если a17+a20= 35; a16 × a21= 150. 5. a1 и d, если Sn= 2 n2- 3 n. 6. Сумму всех натуральных трехзначных чисел, не делящихся на 3. 7. Первых 100 натуральных чисел, каждое из которых при делении на 5 дает в остатке 2. II. Пусть – геометрическая прогрессия со знаменателем q и Sn – суммой первых n членов. Найти: 8. b6, если b5= 36, b7= 114. 9. q, если b1= 10, b2+b3= 60. 10. b13, если b11= 25, b15= 400. 11. b1 и q, если b1+b2+b3= 62, b12+b22+b32= 2604. 12. S6, если b1=– 2, b6=– 486. 13. n, если b1= 9, bn= , Sn= 25 . 14. Какому условию удовлетворяют три числа a1, a2, a3, которые одновременно являются последовательными членами как геометрической, так и арифметической прогрессий?
15. Решить уравнение: . 16. По преданию, индийский шах позволил изобретателю шахматной игры самому назначить себе награду. Изобретатель просил, чтобы ему за первую клетку шахматной доски было дано 1 зерно, за вторую – 2, за третью – 4. В общем случае, за каждую следующую клетку в 2 раза больше, чем за предыдущую. Узнать, сколькими цифрами изображается число зерен, предназначенное изобретателю; найти это число. 17.Три числа образуют геометрическую прогрессию. Если второе число увеличить на 2, то прогрессия станет арифметической, а если после этого последнее число увеличить на 9, то прогрессия станет геометрической. Найти эти числа. 18.Решить уравнение . 19.Найти a1 и d, если a11= 6; a16= 8,5. 20. Может ли число 75 быть членом геометрической прогрессии , у которой b1=4 и q= ? 21.Найти количество всех трехзначных натуральных чисел, делящихся на 7. 22.Доказать, что последовательность с общим членом является арифметической прогрессией.
Инструкционная карта ПР № 29 «Составление уравнения касательной к графику функции». Задание: 1) Перепишите и заполните пропуски: Пример 1. Найти угловой коэффициент касательной к графику функции y = f(x) в точке с абсциссой х₀: а) y(x) = x³, x₀ = 1, б) y(x) = lnx, x₀ = 1, в) y(x) = 3x² 4x, x₀ = 2, г) y(x) = х3 + 7x² 5x+3, x₀ = 3, д) y(x) = е х, x₀ = ln 7, e) y(x) = 7sinx, x₀ = 0,ж) y(x) = е 3х, x₀ = ln 4. Решение: угловой коэффициент k равен производной от функции в точке, т.е. k = y¢(x0), найдем производные и вычислим их в точке x0 a) б) в) г) д) е ln 7= …,е) 7cosx, 7 cos 0 = 7 1 = …, ж) е 3ln 4 = 3 43 = 3 64 = … Ответ: a)3, б)1, в)8,г) 64,д) 7,е)7,ж) 192. Пример 2. а) Найти угловой коэффициент k, если α = arctg 6, α = - arctg 8. б) Найти α,если y(x) = х3, x₀ = 2. Решение: а) k =tgα = tg k =tgα = tg k =tgα = tg k =tgα = tg б) Ответ: а)1, ,6,- 8, б)arctg 4. Пример 3. Дана функция y = x 3. Составить уравнение касательной к графику этой функции в точке x 0 = 2.
Для начала найдем значение функции. Тут все легко: f (x 0) = f (2) = 23 = …; Ответ: y = 12 x − 16. Решение: f (x 0) = f (π /2) = 2sin (π /2) + 5 = 2 + 5 = …; f ¢(x) = (2sin x + 5)¢ = 2cos x; Уравнение касательной: y = 0 · (x − π /2) + 7 ⇒ y =... Ответ: y = 7. Пример 5. Составьте уравнение касательной к графику функции в точке M(3; – 2). Решение: Точка M(3; – 2) является точкой касания, так как 1. a = 3 – абсцисса точки касания.2. f(3) = – 2. 3. f '(x) = x2 – 4, f '(3) = 9 4 = … Ответ: y = 5x – 17. Пример 6. Напишите уравнения всех касательных к графику функции y = – x2 – 4x + 2, проходящих через точку M(– 3; 6). Решение: Точка M(– 3; 6) не является точкой касания, так как f(– 3) 6 (рис. 2). 1. a – абсциссаточкикасания. Касательная проходит через точку M(– 3; 6), следовательно, ее координаты удовлетворяют уравнению касательной. 6 = – a2 – 4a + 2 – 2(a + 2)(– 3 – a), а1= ( 6 2): 2 = 8: 2 = …, а2 = ( 6 2): 2 = 4: 2 = …, Если a = – 4, то уравнение касательной имеет вид y = 4x + 18. Если a = – 2, то уравнение касательной имеет вид y = 6. Ответ: y = 4x + 18 или y = 6. Решение: 1. a – абсцисса точки касания. 2. f(a) = a3 – 3a2 + 3.3. f '(x) = 3x2 – 6x, f '(a) = 3a2 – 6a. Но, с другой стороны, f '(a) = 9 (условие параллельности). Значит, надо решить уравнение 3a2 – 6a = 9. 3a2 – 6a 9 = 0, D = ( 6)2 4 3 () = 36 108 = …, а1= (6 12): 6 = 18: 6 = …, а2 = (6 12): 6 = 6: 6 = …, Его корни a = – 1, a = 3 (рис. 3). 4. 1сл.) a = – 1; f(– 1) = – 1– 3 + 3 = …; f '(– 1) = 3 + 6 = …; y = – 1 + 9(x + 1); y = 9x + 8 – уравнение касательной; 2сл.) a = 3; f(3) = 27–27 + 3 = …; f '(3) = 27 – 18 = …; Ответ: y = 9x + 8 и y = 9x – 24. Пример 8. Напишите уравнение касательной к графику функции y = 0,5x2 – 3x + 1, проходящей под углом 45° к прямой y = 0 (рис. 4). Решение: Из условия f '(a) = tg 45°, найдем a: a – 3 = 1,a = 3 + 1 =... 1. a = 4 – абсцисса точки касания. Ответ: y = x – 7. Пример 9. На параболе у = х2 взяты две точки с абсциссами 1 и 3. Через эти точки проведена прямая. В какой точке параболы касательная будет параллельна проведенной прямой?
Решение: у = х2, (1;1), (3;9). Найдем уравнение прямой . 4х – 4 = у – 1. у = 4х – 3. Прямые параллельны, если их угловые коэффициенты равны. - угловой коэффициент касательной в точке с абсциссой х0. 2х0 = 4. х0 =..., Ответ: в точке (2;4) касательная параллельна заданной прямой. Пример 10. При каких b и c прямые y = x и y = – 2x являются касательными к графику функции y = x2 + bx + c? Решение: Пусть t – абсцисса точки касания прямой y = x с параболой y = x2 + bx + c; p – абсцисса точки касания прямой y = – 2x с параболой y = x2 + bx + c. Тогда уравнение касательной y = x примет вид y = (2t + b)x + c – t2, а уравнение касательной y = – 2x примет вид y = (2p + b)x + c – p2.Составим и решим систему уравнений: ;
2t = 1,5; t = 0,75; p = – t = …, c = = = …, b = 1 – 2t = 1 – 2 0,75 = 1– 1,5 = … Ответ: b = – 0,5; c = 0,562 5. 2) Решить задание (по примерам): 1. Найти угловой коэффициент касательной к графику функции y = f(x) в точке с абсциссой х₀: а) y(x) = x4, x₀ = 1, б) y(x) = lnx, x₀ = 2, в) y(x) = 3x² - 4x, x₀ = 4, г) y(x) = х3 + 7x² - 5x+3, x₀ =5, д) y(x) = е х, x₀ = ln 8, e) y(x) = 9sinx, x₀ = 0,ж) y(x) = е 3х, x₀ = ln 6. 2. а) Найти угловой коэффициент k, если α = arctg 9, α = - arctg 11. б) Найти α,если y(x) = х3, x₀ = 4. 3. Дана функция y = x 3. Составить уравнение касательной к графику этой функции в точке x 0 = 1. 4. Составить уравнение касательной к графику функции f (x) = 4sin x + 5 в точке x 0 = π /2. 5. Составьте уравнение касательной к графику функции в точке M(3; – 1). 6. Напишите уравнения всех касательных к графику функции y = – x2 – 4x + 2, проходящих через точку M(– 3; 9). 7. Напишите уравнения всех касательных к графику функции y = x3 – 3x2 + 3, параллельных прямой y = 24x + 1. 8. Напишите уравнение касательной к графику функции y = 0,5x2 – 5x + 1, проходящей 9. На параболе у=х2 взяты две точки с абсциссами 1 и 2. Через эти точки проведена прямая. 10. При каких b и c прямые y = x и y = – 2x являются касательными к графику 3) Решить задание: 1. Напишите уравнения касательных, проведенных к графику функции y = 2x2 – 4x + 3 в точках пересечения графика с прямой y = x + 3. 2. При каких значениях a касательная, проведенная к графику функции y = x2 – ax в точке графика с абсциссой x0 = 1, проходит через точку M(2; 3)? 3. Найдите все общие точки графика функции y = 3x – x3 и касательной, проведенной к этому графику через точку P(0; 16). 4. На кривой y = x2 – x + 1 найдите точку, в которой касательная к графику параллельна 5. Найдите угол q между касательными к графику функции y = x3 – 4x2 + 3x + 1, проведенными в точках с абсциссами 0 и 1. 6. Прямая y = 2x + 7 и парабола y = x2 – 1 пересекаются в точках M и N. Найдите точку K пересечения прямых, касающихся параболы в точках M и N. 7. При каких значениях b касательная, проведенная к графику функции y = bx3 – 2x2 – 4 в точке с абсциссой x0 = 2, проходит через точку M(1; 8)? 8. Найти угол между касательными к графику функции , проведенными в точках с абсциссами 1 и 2. 9. Является ли прямая у = х – 1 касательной к кривой у = х3 – 2х + 1? 10. Найдите уравнение касательной к графику функции в точке с абсциссой . 11. К графику функции у = 3(х + 2) проведены две параллельные касательные, одна из которых проходит через точку графика с абсциссой х0 = – 1. Найдите абсциссу точки, в которой другая касательная касается графика данной функции. 12. Напишите уравнение касательной к графику функции f(x) = x2 – 4x + 5, если эта касательная проходит через точку (0; 4) и абсцисса точки касания положительна. 13. Напишите уравнение касательной к графику функции f(x) = x2 + 3x + 5, если эта касательная проходит через точку (0; 1) и абсцисса точки касания отрицательна. 14. Найдите уравнение параболы f(x) = ax2 + bx + 1 касающейся прямой у = 7х + 2 15. К графику функции провести касательную так, чтобы она была параллельна прямой у = 4х – 5. 16. Из точки (0; 1) провести касательную к графику функции . 17. Составить уравнение касательной к графику функции в точке с абсциссой . 18. Составить уравнение касательной к графику функции в точке с абсциссой 19. Составить уравнение касательной к графику функции 20. Составить уравнение касательной к графику функции > 0, отсекающей от осей координат треугольник, площадь которого равна .
Инструкционная карта ПР № 30 «Вычисление производных элементарных функций». Задание: 1) Перепишите и заполните пропуски: Пример 1. Найдите производные функций: а) y = ex – x 7 ,б) у=3ех+ cos 2 x, в) у = ех – sinx, г) у= – ln 2 x,д) , е) , ж) Решение: а) б) в) = ех – cosx; г) , д) е) ж) Ответ: а) б) в) = ех – cosx; г) ,д) е) ж) Пример 2. Вычислите значение производной функции: а) у= в точке , б) у=ех sinx + x 2 в точке , в) у = cos 2 x + 4 x в точке , г) вточке . Решение: а) б) в) г) Ответ: а)10,5; б)1;в)4; г)2. Пример 3. Найдите производные функций: а) б) в) г) д) = x 2 · (3cos x − x · sin x), в) у ¢ (x) = ((x 2 + 7 x − 7) · e x )¢ = (x 2 + 7 x − 7)¢ · e x + (x 2 + 7 x − 7) · (e x )¢ = (2 x + 7) · e x + +(x 2 + 7 x − 7) · e x = e x · (2 x + 7 + x 2 + 7 x −7) = (x 2 + … x) · e x = x (x + …) · e x . г) По традиции, разложим числитель на множители — это значительно упростит ответ: г) д) Пример 4. Найти производные функций: f (x) = e 2 x + 3; g (x) = sin (x 2 + ln x). f ¢ (x) = f ¢ (t) · t ¢ = (e t )¢ · t ¢ = e t · t ¢. Выполняем обратную замену: t = 2 x + 3. Получим: f ¢ (x) = e t · t ¢ = e 2 x + 3 · (2 x + 3)¢ = e 2 x + 3 · 2 = … · e 2 x + 3 Теперь разберемся с функцией g (x). Очевидно, надо заменить x 2 + ln x = t. Имеем: g ¢ (x) = g ¢ (t) · t ¢ = (sin t)¢ · t ¢ = cos t · t ¢. Обратная замена: t = x 2 + ln x. Тогда: g ¢ (x) = cos (x 2 + ln x) · (x 2 + ln x)¢ = cos (x 2 + ln x) · (… x + 1/ x). Ответ: f ¢ (x) = 2 · e 2 x + 3; g ¢ (x) = (2 x + 1/ x) · cos (x 2 + ln x). а) б) б) 2) Решить задание (по примерам): 1. Найдите производные функций: а) y = 2ex–3x7 ,б) у=5ех+cos3x, в) у = ех – cosx, г) у= –ln4х, д) , е) , ж) 2. Вычислите значение производной функции: а) у= в точке , б) у=2ех sinx +3 x2 в точке , в) у = cos2x + 8x в точке ,г) в точке . 3. Найдите производные функций: а) б) в) г) д) 4. Найти производные функций: f(x) = e 4x + 3; g(x) = sin (2x 2 + ln x). 5. Найти производные функций:а) б) 3) Решить задание: 1. Найдите производную функции y = e - x – 2 x 7, у= 4х3+ е -х. 2. Найдите производную функции у = x 2 + sinx в точке х0 = p. 3. Найдите значение производной функции у = 5 cosx – 7 x в точке хо = 0. 4. Вычислите значение производной функции y = ln (2 x +11)+ 5 x вточке хо= – 5. 5. Найдите производную функции: а) б) Инструкционная карта ПР № 31 «Исследование функции с помощью производной». 1) Перепишите и заполните пропуски: Пример 1. Исследовать и построить график функции: Решение: 1. D (f) = R, т.к. f -многочлен. 2. Выясняем, является ли функция f четной или нечетной. - функция ни четная, ни нечетная. 3. Функция непериодическая. 4. Находим точки пересечения графика с осями координат: а) с осью ОХ: у=0 получаем точки (0;0), (3;0) б) с осью ОУ: х=0 получаем точки (0;0) 5. Найдем производную функции: 6. Найдем критические точки: , т.е. ,х= … или х=... Отмечаем эти точки 0 и 2 на числовой прямой, и определяем знак производной в каждом промежутке. − + − 6(− 1)− 3(− 1)2= − 6− 3=− 9<0 0 2 х Значит, в промежутках и функция убывает и (0;2) – функция возрастает. х=0 - точка минимума, т.к. производная меняет знак с минуса на плюс. Вычислим уmin= х=2 – точка максимума, т.к. производная меняет знак с плюса на минус. Вычислим уmax= . 7.Составляем таблицу для внесения всех данных
Пример 2. Сколько корней имеет уравнение: x4 − 4x3 − 9 = 0? Решение: р (x) = x4 − 4x3 − 9, D(р) = (− ; ). р ' (x) = 4 x 3− 12x 2 = 4 x 2 (х− 3) = 0, x1 = 0; 1 петля; x2 = …, р ' (4) = 4 16 1> 0
р(x) убывает на интервале (– ; 3];р (x) возрастает на [3; + ). x = 3 – min, р min= р (3) = 34 − 4 33 − 9 = 81− 4 27 – 9 =81 − 117= − …< 0, в точке x = 0 график имеет точки перегиба (то есть меняет выпуклость), f(0) = 0 − 0 − 9 =... Строим эскиз графика График пересекает ось 0Х в двух точках x1 и x2, следовательно, многочлен, а значит и данное уравнение имеет два корня. Ответ: два. Пример 3. Исследовать функцию f(x)= 3x5 − 5х3 + 2 и построим ее график. Решение: 1.D (f) = R, так как f (x) - многочлен. 2.Функция f не является ни четной, ни нечетной, так как f (− x) = 3(− x)5 − 5(− x)3 + 2 = − 3x 5 + 5х3 +
Воспользуйтесь поиском по сайту: ©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|