Một cấp số nhân có số hạng thứ 6 bằng 96 và số hạng thứ 3 bằng 12. Tìm số hạng thứ 50 của cấp số nhân này.
Phân tích bài toán
Tóm tắt đề bài
Biết \(u_6 = 96\) và \(u_3 = 12\). Cần tìm \(u_{50}\).
Kiến thức cần dùng
Công thức số hạng tổng quát của cấp số nhân: \(u_n = u_1 \cdot q^{n-1}\), trong đó \(u_1\) là số hạng đầu, \(q\) là công bội. Giải hệ phương trình hai ẩn \(u_1\) và \(q\).
Phương pháp giải
Viết hai phương trình từ \(u_6\) và \(u_3\) theo công thức tổng quát, lập hệ. Chia vế cho vế để triệt tiêu \(u_1\), tìm \(q\), rồi suy ra \(u_1\). Từ đó tính \(u_{50}\).
Ứng dụng thực tế
Một vi khuẩn nhân đôi theo cấp số nhân, sau 3 giờ có 12 triệu con và sau 6 giờ có 96 triệu con. Hỏi sau 50 giờ có bao nhiêu triệu con?
Gợi ý (0/3)
Gợi ý 1:
Viết \(u_6 = u_1 \cdot q^5 = 96\) và \(u_3 = u_1 \cdot q^2 = 12\). Em có hệ hai phương trình hai ẩn \(u_1\) và \(q\).
Gợi ý 2:
Chia phương trình \(u_6\) cho \(u_3\): \(\dfrac{u_1 q^5}{u_1 q^2} = \dfrac{96}{12}\), suy ra \(q^3 = 8\), từ đó tìm được \(q\). Thay ngược lại để tìm \(u_1\).
Gợi ý 3:
Sau khi có \(u_1 = 3\) và \(q = 2\), công thức tổng quát là \(u_n = 3 \cdot 2^{n-1}\). Thay \(n = 50\) để tính \(u_{50}\).
Lời giải chi tiết
Áp dụng công thức số hạng tổng quát \(u_n = u_1 \cdot q^{n-1}\), ta lập hệ:
\[\left\{\begin{array}{l} u_6 = u_1 q^5 = 96 \\ u_3 = u_1 q^2 = 12 \end{array}\right.\]
Chia phương trình thứ nhất cho phương trình thứ hai:
\[\frac{u_1 q^5}{u_1 q^2} = \frac{96}{12} \Rightarrow q^3 = 8 \Rightarrow q = 2\]
Thay \(q = 2\) vào \(u_1 q^2 = 12\):
\[u_1 \cdot 4 = 12 \Rightarrow u_1 = 3\]
Công thức số hạng tổng quát: \(u_n = 3 \cdot 2^{n-1}\).
Số hạng thứ 50:
\[u_{50} = 3 \cdot 2^{49}\]