Первый член геометрической прогрессии составляет 3(2-√2), а сумма первых двух ее членов равна 3. Какова сумма всех членов этой прогрессии?
Алгебра 8 класс Геометрическая прогрессия
Для начала давайте обозначим первый член геометрической прогрессии как a1 = 3(2 - √2). Обозначим второй член прогрессии как a2. В геометрической прогрессии второй член можно выразить через первый член и знаменатель прогрессии (r):
a2 = a1 * r.
Согласно условию, сумма первых двух членов равна 3:
S2 = a1 + a2 = 3.
Подставим a2 в это уравнение:
a1 + a1 * r = 3.
Теперь вынесем a1 за скобки:
a1(1 + r) = 3.
Теперь подставим значение a1:
3(2 - √2)(1 + r) = 3.
Разделим обе стороны на 3:
(2 - √2)(1 + r) = 1.
Теперь раскроем скобки:
2 - √2 + 2r - √2r = 1.
Переносим 1 на левую сторону:
2 - √2 - 1 - √2r + 2r = 0.
Упростим это уравнение:
1 - √2 + 2r - √2r = 0.
Соберем все члены с r:
(2 - √2)r = √2 - 1.
Теперь выразим r:
r = (√2 - 1) / (2 - √2).
Умножим числитель и знаменатель на (2 + √2) для удобства:
r = (√2 - 1)(2 + √2) / ((2 - √2)(2 + √2)) = (2√2 + 2 - √2 - 1) / (4 - 2) = (√2 + 1) / 2.
Теперь мы знаем первый член и знаменатель прогрессии. Сумма всех членов бесконечной геометрической прогрессии вычисляется по формуле:
S = a1 / (1 - r), где |r| < 1.
Подставим найденные значения:
S = 3(2 - √2) / (1 - (√2 + 1) / 2).
Упростим знаменатель:
1 - (√2 + 1) / 2 = (2 - (√2 + 1)) / 2 = (1 - √2) / 2.
Теперь подставим это значение в формулу для суммы:
S = 3(2 - √2) / ((1 - √2) / 2) = 3(2 - √2) * (2 / (1 - √2)) = 6(2 - √2) / (1 - √2).
Умножим числитель и знаменатель на (1 + √2):
S = 6(2 - √2)(1 + √2) / (1 - 2) = -6(2 - √2)(1 + √2).
Теперь раскроем скобки:
S = -6(2 + 2√2 - √2 - 2) = -6(√2).
Таким образом, сумма всех членов этой геометрической прогрессии равна -6√2.