Бесконечная арифметическая прогрессия $a_1,a_2,...,a_n$ состоит из различных натуральных чисел. Пусть $S_1=a$ $S_n=a_1 + a_2 + ... + a_n$ при всех натуральных $n\geqslant2$
а) Существует ли такая прогрессия, для которой $S_10=100S_1?$
б) Существует ли такая прогрессия, для которой $S_10=50S_2?$
в) Какое наименьшее значение может принимать дробь $\frac{S_5 ^2}{S_1S_10} ?$
а) Существует ли такая прогрессия, для которой $S_10=100S_1?$
б) Существует ли такая прогрессия, для которой $S_10=50S_2?$
в) Какое наименьшее значение может принимать дробь $\frac{S_5 ^2}{S_1S_10} ?$
💡 Пошаговый разбор и решение:
Пусть $a_1=a$ $a_2 - a_1=d$
а) Да, например для прогрессии 1, 3, 5, ...,19, ... получим $S_10=100=100 \cdot a_1$
б) Нет. По формуле для суммы прогрессии мы бы тогда имели
$\frac{2a + 9d}{2} \cdot 10=50 ( 2a + d )$
что сводится к
$2a + 9d=20a + 10d = сильно 18a + d=0$
что невозможно, поскольку $a,d больше 0$
в) Обозначим $x= \frac{a}{d}$ тогда
$\frac{S_5 ^2}{S_1S_10} = \frac{( $\frac{1}{2}$ ( 2a + 4d ) \cdot 5 ) ^2 ,}{a \cdot $\frac{1}{2}$ ( 2a + 9d ) \cdot 10} = $\frac{25 ( a + 2d ) ^2}{5a ( 2a + 9d )}$ = $\frac{5 ( a + 2d ) ^2}{a ( 2a + 9d )}$ = \frac{5 ( x + 2 ) ^2}{x ( 2x + 9 )}$
Найдем наименьшее значение этого выражения. Для этого возьмем производную:
$\frac{10 ( x + 2 ) x ( 2x + 9 ) - 5 ( x + 2 ) ^2 ( 4x + 9 )}{x ^2 ( 2x + 9 ) ^2} =$
$= $\frac{5 ( x + 2 )}{x ^2 ( 2x + 9 ) ^2}$ \cdot ( 4x ^2 + 18x - 4x ^2 - 8x - 9x - 18 ) = $\frac{5 ( x + 2 )}{x ^2 ( 2x + 9 ) ^2}$ \cdot ( x - 18 )$ $= $\frac{5 ( x + 2 )}{x ^2 ( 2x + 9 ) ^2}$ \cdot ( 4x ^2 + 18x - 4x ^2 - 8x - 9x - 18 ) =$
$= $\frac{5 ( x + 2 )}{x ^2 ( 2x + 9 ) ^2}$ \cdot ( x - 18 )$
Значит, производная отрицательна при $0 меньше x меньше 18$ и положительна при $x больше 18$ Значит, функция убывает на $( 0;18 )$ и возрастает на $( 18; бесконечность )$ поэтому наименьшее значение будет при $x=18$ и оно = $\frac{5 \cdot 20 ^2}{18 \cdot 45} = \frac{200}{81}$ Его можно получить, например, при $a=18$ и $d=1$
Ответ: а) да; б) нет; в) $\frac{200}{81}$
а) Да, например для прогрессии 1, 3, 5, ...,19, ... получим $S_10=100=100 \cdot a_1$
б) Нет. По формуле для суммы прогрессии мы бы тогда имели
$\frac{2a + 9d}{2} \cdot 10=50 ( 2a + d )$
что сводится к
$2a + 9d=20a + 10d = сильно 18a + d=0$
что невозможно, поскольку $a,d больше 0$
в) Обозначим $x= \frac{a}{d}$ тогда
$\frac{S_5 ^2}{S_1S_10} = \frac{( $\frac{1}{2}$ ( 2a + 4d ) \cdot 5 ) ^2 ,}{a \cdot $\frac{1}{2}$ ( 2a + 9d ) \cdot 10} = $\frac{25 ( a + 2d ) ^2}{5a ( 2a + 9d )}$ = $\frac{5 ( a + 2d ) ^2}{a ( 2a + 9d )}$ = \frac{5 ( x + 2 ) ^2}{x ( 2x + 9 )}$
Найдем наименьшее значение этого выражения. Для этого возьмем производную:
$\frac{10 ( x + 2 ) x ( 2x + 9 ) - 5 ( x + 2 ) ^2 ( 4x + 9 )}{x ^2 ( 2x + 9 ) ^2} =$
$= $\frac{5 ( x + 2 )}{x ^2 ( 2x + 9 ) ^2}$ \cdot ( 4x ^2 + 18x - 4x ^2 - 8x - 9x - 18 ) = $\frac{5 ( x + 2 )}{x ^2 ( 2x + 9 ) ^2}$ \cdot ( x - 18 )$ $= $\frac{5 ( x + 2 )}{x ^2 ( 2x + 9 ) ^2}$ \cdot ( 4x ^2 + 18x - 4x ^2 - 8x - 9x - 18 ) =$
$= $\frac{5 ( x + 2 )}{x ^2 ( 2x + 9 ) ^2}$ \cdot ( x - 18 )$
Значит, производная отрицательна при $0 меньше x меньше 18$ и положительна при $x больше 18$ Значит, функция убывает на $( 0;18 )$ и возрастает на $( 18; бесконечность )$ поэтому наименьшее значение будет при $x=18$ и оно = $\frac{5 \cdot 20 ^2}{18 \cdot 45} = \frac{200}{81}$ Его можно получить, например, при $a=18$ и $d=1$
Ответ: а) да; б) нет; в) $\frac{200}{81}$
Правильный ответ:
а) да; б) нет; в) $дробь: числитель: 200, знаменатель: 81 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 67797 • Задание №13
а) Решите уравнение $дробь: числитель: 3 в степени левая круглая скобка косинус в квадрате x правая круглая с...
ID 66651 • Задание №10
В правильной четырехугольной пирамиде PABCD боковое ребро PA = 6, а сторона основания $AB=3 корень из: начало ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Верно получены все перечисленные (см. критерий на 1 балл) результаты | 4
Верно получены три из перечисленных (см. критерий на 1 балл) результатов | 3
Верно получены два из перечисленных (см. критерий на 1 балл) результатов | 2
Верно получен один из следующий результатов:
— обоснованное решение пункта а;
— обоснованное решение пункта б;
— оценка в пункте в;
— пример в пункте в, обеспечивающий точность найденной оценки | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 4
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Верно получены все перечисленные (см. критерий на 1 балл) результаты | 4
Верно получены три из перечисленных (см. критерий на 1 балл) результатов | 3
Верно получены два из перечисленных (см. критерий на 1 балл) результатов | 2
Верно получен один из следующий результатов:
— обоснованное решение пункта а;
— обоснованное решение пункта б;
— оценка в пункте в;
— пример в пункте в, обеспечивающий точность найденной оценки | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше | 0
Максимальный балл | 4
🔗 Другие задания линии №19 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 71382
Дано трёхзначное натуральное число (число не может начинаться с нуля), не кратное 100.
а) Може...
ID 71383
За победу в шахматной партии начисляют 1 очко, за ничью — 0,5 очка, за проигрыш — 0 очков. В ...
ID 71384
За победу в шахматной партии начисляют 1 очко, за ничью — 0,5 очка, за проигрыш — 0 очков. В ...
ID 71385
Известно, что a, b, c, и d — попарно различные положительные двузначные числа.
а) Может ли вы...
ID 71386
Пусть q — наименьшее общее кратное, а d — наибольший общий делитель натуральных чисел x и y, ...