← Capitol

Culegere Burtea · Șiruri · ex. 1

Exercițiul 1 · Termeni dintr-o formulă

Să se determine termenii a1,a2,a3,a9,an+1a_1, a_2, a_3, a_9, a_{n+1} ai șirului (an)n∈N∗(a_n)_{n\in\mathbb N^*} definit astfel:

a)an=2na_n = 2n

Termenul de rang kk este aka_k: înlocuiești nn cu kk în formula an=2na_n = 2n. Pentru an+1a_{n+1} înlocuiești nn cu (n+1)(n + 1).
  1. 1. Ce ni se cere

    Șirul este dat printr-o formulă a termenului general, an=2na_n = 2n. Numărul de sub aa se numește rang: el arată pe ce loc stă termenul în șir. Deci a3a_3 este termenul de rang 3, cel de pe locul al treilea.

    Ți se cer cinci termeni. Primii patru, a1a_1, a2a_2, a3a_3 și a9a_9, sunt numere. Al cincilea, an+1a_{n+1}, are rangul n+1n + 1, care nu e un număr anume, așa că rezultatul va fi o expresie cu nn.

  2. 2. Ideea: înlocuim nn cu rangul

    Așa face și culegerea la exemplul ei rezolvat 2: formula îți dă termenul de pe orice loc, dacă pui în locul lui nn numărul acelui loc. Pentru primele două ranguri:
    a1=2⋅1=2a2=2⋅2=4\begin{aligned} a_1 &= 2 \cdot 1 = 2 \\ a_2 &= 2 \cdot 2 = 4 \end{aligned}

    Verifică-te

    Termină tu: cât este a3a_3?
    La fel, pentru rangul 9 pui n=9n = 9 și obții a9=2⋅9=18a_9 = 2 \cdot 9 = 18.
  3. 3. Termenul de rang n+1n + 1

    Regula e aceeași: în locul lui nn pui rangul, care acum este n+1n + 1. Îl scrii între paranteze, ca să fie clar că se înmulțește tot cu 2, apoi desfaci parantezele.

    Verifică-te

    Ce obții pentru an+1a_{n+1}?
  4. 4. Verificăm

    Formula an+1=2n+2a_{n+1} = 2n + 2 trebuie să dea, pentru n=1,2,8n = 1, 2, 8, termenii de rang 2, 3, 9:
    nn2n+22n + 2Ar trebui să fie
    1144a2=4a_2 = 4 ✓
    2266a3=6a_3 = 6 ✓
    881818a9=18a_9 = 18 ✓
Răspuns
a1=2a_1 = 2, a2=4a_2 = 4, a3=6a_3 = 6, a9=18a_9 = 18 și an+1=2n+2a_{n+1} = 2n + 2.

b)an=1−3na_n = 1 - 3n

Aceeași metodă ca la a): pui în formulă rangul în locul lui nn. Pentru an+1a_{n+1} scrii 1−3(n+1)1 - 3(n + 1) și desfaci parantezele cu grijă la semn.
  1. 1. Ce e nou: termenii sunt negativi

    Metoda e cea de la a): înlocuiești nn cu rangul. Singura diferență e că acum ajungi la numere negative, deci ai grijă la semne.
    a1=1−3⋅1=−2a2=1−3⋅2=−5a3=1−3⋅3=−8\begin{aligned} a_1 &= 1 - 3 \cdot 1 = -2 \\ a_2 &= 1 - 3 \cdot 2 = -5 \\ a_3 &= 1 - 3 \cdot 3 = -8 \end{aligned}
    Înmulțirea se face înaintea scăderii: 1−61 - 6, nu (1−3)⋅2(1 - 3) \cdot 2.

    Verifică-te

    Cât este a9=1−3⋅9a_9 = 1 - 3 \cdot 9?
  2. 2. Termenul de rang n+1n + 1

    Pui (n+1)(n + 1) în locul lui nn și ajungi la an+1=1−3(n+1)a_{n+1} = 1 - 3(n + 1). Atenția se mută pe semn: minusul din fața lui 3 se aplică întregii paranteze, nu doar lui nn.

    Verifică-te

    Cât este an+1a_{n+1} după ce reduci termenii?
    Verificare: pentru n=1n = 1 obții −3−2=−5=a2-3 - 2 = -5 = a_2 ✓.
Răspuns
a1=−2a_1 = -2, a2=−5a_2 = -5, a3=−8a_3 = -8, a9=−26a_9 = -26 și an+1=−3n−2a_{n+1} = -3n - 2.

c)an=n+na_n = n + \sqrt n

Pui rangul în locul lui nn în ambele locuri, și în afara radicalului, și sub el. 1=1\sqrt1 = 1 și 9=3\sqrt9 = 3, dar 2\sqrt2 și 3\sqrt3 rămân scrise ca radicali.
  1. 1. Ce e nou: un radical în formulă

    Metoda rămâne înlocuirea lui nn cu rangul. Ai grijă la fiecare loc în care apare nn în formulă.
    a1=1+1=1+1=2a2=2+2a3=3+3\begin{aligned} a_1 &= 1 + \sqrt1 = 1 + 1 = 2 \\ a_2 &= 2 + \sqrt2 \\ a_3 &= 3 + \sqrt3 \end{aligned}
    2\sqrt2 și 3\sqrt3 nu sunt numere întregi. Le lași scrise cu radical, adică exact.

    Verifică-te

    Cât este a9=9+9a_9 = 9 + \sqrt9?
  2. 2. Termenul de rang n+1n + 1

    În locul lui nn pui rangul n+1n + 1. Numără câte ori apare nn în n+nn + \sqrt n și vezi ce devine fiecare apariție.

    Verifică-te

    Care este an+1a_{n+1}?
    Verificare cu n=8n = 8: 8+1+9=12=a98 + 1 + \sqrt{9} = 12 = a_9 ✓.
Răspuns
a1=2a_1 = 2, a2=2+2a_2 = 2 + \sqrt2, a3=3+3a_3 = 3 + \sqrt3, a9=12a_9 = 12 și an+1=n+1+n+1a_{n+1} = n + 1 + \sqrt{n+1}.

d)an=(−1)n+n(n+1)a_n = (-1)^n + n(n+1)

(−1)n(-1)^n este −1-1 pentru nn impar și 11 pentru nn par. Pentru an+1a_{n+1} înlocuiești nn cu n+1n + 1 peste tot, inclusiv în n(n+1)n(n+1): acolo n+1n + 1 devine (n+1)+1(n + 1) + 1.
  1. 1. Ce e nou: (−1)n(-1)^n depinde de paritatea lui nn

    Metoda e aceeași, dar aici apare puterea (−1)n(-1)^n. Știi din gimnaziu că −1-1 ridicat la o putere pară dă 11, iar ridicat la o putere impară dă −1-1. Deci termenul (−1)n(-1)^n schimbă semnul de la un rang la altul.
    a1=(−1)1+2=1a2=(−1)2+6=7a3=(−1)3+12=11\begin{aligned} a_1 &= (-1)^1 + 2 = 1 \\ a_2 &= (-1)^2 + 6 = 7 \\ a_3 &= (-1)^3 + 12 = 11 \end{aligned}
    Produsele n(n+1)n(n+1) sunt 1⋅2=21 \cdot 2 = 2, 2⋅3=62 \cdot 3 = 6 și 3⋅4=123 \cdot 4 = 12.

    Verifică-te

    Cât este a9=(−1)9+9⋅10a_9 = (-1)^9 + 9 \cdot 10?
  2. 2. Termenul de rang n+1n + 1

    Înlocuiești nn cu n+1n + 1. Numără câte ori apare nn în (−1)n+n(n+1)(-1)^n + n(n+1) și vezi ce devine fiecare apariție.

    Verifică-te

    Care este an+1a_{n+1}?
    Verificare cu n=2n = 2: (−1)3+3⋅4=11=a3(-1)^3 + 3 \cdot 4 = 11 = a_3 ✓. Poți lăsa an+1a_{n+1} factorizat sau îl poți desface: (−1)n+1+n2+3n+2(-1)^{n+1} + n^2 + 3n + 2.
Răspuns
a1=1a_1 = 1, a2=7a_2 = 7, a3=11a_3 = 11, a9=89a_9 = 89 și an+1=(−1)n+1+(n+1)(n+2)a_{n+1} = (-1)^{n+1} + (n+1)(n+2).