Giải toán 11 Cánh diều bài 1 Giới hạn của dãy số

Giải bài 1: Giới hạn của dãy số sách toán 11 tập 1 cánh diều. Phần đáp án chuẩn, hướng dẫn giải chi tiết cho từng bài tập có trong chương trình học của sách giáo khoa. Hi vọng, các em học sinh hiểu và nắm vững kiến thức bài.

B. Bài tập và hướng dẫn giải

MỞ ĐẦU

Zénon (Zê-nông, 496 - 429 trước Công nguyên) là một triết gia Hy Lạp ở thành phố Edéc đã phát biểu nghịch lí như sau: Achilles (A-sin) là một lực sĩ trong thần thoại Hy Lạp, người được mệnh danh là có "đôi chân chạy nhanh như gió" đuổi theo một con rùa trên một đường thẳng. Nếu lúc xuất phát, rùa ở điểm $A_{1}$ cách Achilles một khoảng bằng $a$ khác 0. Khi Achilles chạy đến vị trí rùa xuất phát thì rùa chạy về trước một khoảng (như Hình 1). Quá trình này tiếp tục vô hạn. Vì thế, Achilles không bao giờ đuổi kịp rùa. 

Câu hỏi: Trên thực tế, Achilles không đuổi kịp rùa là vô lí. Kiến thức toán học nào có thể giải thích được nghịch lí Zénon nói trên là không đúng? 

Trên thực tế, Achilles không đuổi kịp rùa là vô lí. Kiến thức toán học nào có thể giải thích được nghịch lí Zénon nói trên là không đúng?

I. GIỚI HẠN HỮU HẠN CỦA DÃY SỐ 

1. Định nghĩa 

Luyện tập, vận dụng 1: Chứng minh rằng:

a) $\lim0=0$;

b) $\lim\frac{1}{\sqrt{n}}=0$. 

Luyện tập, vận dụng 2: Chứng minh rằng $\lim\frac{-4n+1}{n}=-4$. 

2. Một số giới hạn cơ bản 

Luyện tập, vận dụng 3: Chứng minh rằng $\lim(\frac{e}{\pi })^{n}=0$. 

II. ĐỊNH LÍ VỀ GIỚI HẠN HỮU HẠN

Luyện tập, vận dụng 4: Tính các giới hạn sau: 

a) $\lim\frac{8n^{2}+n}{n^{2}}$;

b) $\lim\frac{\sqrt{4+n^{2}}}{n}$. 

III. TỔNG CỦA CẤP SỐ NHÂN LÙI VÔ HẠN 

Luyện tập, vận dụng 5: Tính tổng $M=1-\frac{1}{2}+\frac{1}{2^{2}}-$...$+(-\frac{1}{2})^{n-1}+$...

Luyện tập, vận dụng 6: Giải thích vì sao nghịch lí Zénon trong phần mở đầu là không đúng.  

IV. GIỚI HẠN VÔ CỰC

Luyện tập, vận dụng 7: Tính $\lim(-n^{3})$. 

Luyện tập, vận dụng 8: Chứng tỏ rằng $\lim\frac{n-1}{n^{2}}=0$. 

Bài tập 1 trang 64 sgk Toán 11 tập 1 Cánh diều: Cho hai dãy số $(u_{n}), (v_{n})$ với $u_{n}=3+\frac{1}{n}; v_{n}=5-\frac{2}{n^{2}}$. Tính các giới hạn sau:

a) $\lim u_{n}, \lim v_{n}$.

b) $\lim(u_{n}+v_{n}), \lim(u_{n}-v_{n}), \lim(u_{n}.v_{n}), \lim\frac{u_{n}}{v_{n}}$. 

Bài tập 2 trang 65 sgk Toán 11 tập 1 Cánh diều: Tính các giới hạn sau:

a) $\lim\frac{5n+1}{2n}$;

b) $\lim\frac{6n^{2}+8n+1}{5n^{2}+3}$;

c) $\lim\frac{\sqrt{n^{2}+5n+3}}{6n+2}$;

d) $\lim(2-\frac{1}{3^{n}})$;

e) $\lim\frac{3^{n}+2^{n}}{4.3^{n}}$;

g) $\lim\frac{2+\frac{1}{n}}{3^{n}}$. 

Bài tập 3 trang 65 sgk Toán 11 tập 1 Cánh diều: 

a) Tính tổng của cấp số nhân lùi vô hạn $(u_{n})$, với $(u_{n})$, với $u_{1}=\frac{2}{3}, q=-\frac{1}{4}$.

b) Biểu diễn số thập phân vô hạn tuần hoàn 1,(6) dưới dạng phân số. 

Bài tập 4 trang 65 sgk Toán 11 tập 1 Cánh diều: Từ hình vuông có độ dài cạnh bằng 1, người ta nối các trung điểm của cạnh hình vuông để tạo ra hình vuông mới như Hình 3. Tiếp tục quá trình này đến vô hạn. 

a) Tính diện tích $S_{n}$ của hình vuông được tạo thành ở bước thứ $n$;

b) Tính tổng diện tích của tất cả các hình vuông được tạo thành. 

Tính diện tích $S_{n}$ của hình vuông được tạo thành ở bước thứ $n$

Bài tập 5 trang 65 sgk Toán 11 tập 1 Cánh diều: Có 1 kg chất phóng xạ độc hại. Biết rằng, cứ sau một khoảng thời gian T= 24 000 năm thì một nửa số chất phóng xạ này bị phân rã thành chất khác không độc hại đối với sức khỏe của con người (T được gọi là chu kì bán rã). (Nguồn: Đại số và Giải tích 11, NXBGD Việt Nam, 2021)

Gọi $u_{n}$ là khối lượng chất phóng xạ còn lại sau chu kì thứ n. 

a) Tìm số hạng tổng quát $u_{n}$ của dãy số $(u_{n})$. 

b) Chứng minh rằng $(u_{n})$ có giới hạn là 0.

c) Từ kết quả câu b), chứng tỏ rằng sau một số năm nào đó khối lượng chất phóng xạ đã cho ban đầu không còn độc hại đối với con người, biết rằng chất phóng xạ này sẽ không độc hại nữa nếu khối lượng chất phóng xạ còn lại bé hơn $10^{-6}$ g. 

Bài tập 6 trang 65 sgk Toán 11 tập 1 Cánh diều: Gọi $C$ là nửa đường tròn đường kính $AB=2R$, $C_{1}$  là đường gồm hai nửa đường tròn đường kính $\frac{AB}{2}$, $C_{2}$ là đường gồm bốn nửa đường tròn đường kính $\frac{AB}{4}$, $C_{n}$ là đường gồm $2^{n}$ nửa đường tròn đường kính $\frac{AB}{2^{n}}$,... (Hình 4). Gọi $p_{n}$ là độ dài của $C_{n}$, $S_{n}$ là diện tích hình phẳng giới hạn bởi $C_{n}$ và đoạn thẳng $AB$. 

a) Tính $p_{n}, S_{n}$. 

b) Tìm giới hạn của các dãy số $(p_{n})$ và $(S_{n})$. 

Tính $p_{n}, S_{n}$.

Hoạt động 1 trang 59 Toán 11 tập 1 CD: Hình 2 biểu diễn các số hạng của dãy số ($u_{n}$), với $u_{n}=$ trên hệ trục tọa độ.

Giải Hoạt động 1 trang 59 Toán 11 tập 1 Cánh diều

a) Nhận xét về sự thay đổi các giá trị $u_{n}$ khi n ngày càng lớn.

b) Hoàn thành bảng và trả lời câu hỏi sau:

n10001001...1000010001...
|$u_{n}-0$|0,001?...0,0001?...

Kể từ số hạng $u_{n}$ nào của dãy số thì khoảng cách từ $u_{n}$ đến 0 nhỏ hơn 0,001? 0,0001?

Hoạt động 2 trang 60 Toán 11 tập 1 CD: Cho dãy số $(u_{n})$, với $u_{n}=2+\frac{1}{n}$. Tính $\underset{n\rightarrow +\infty }{lim}(u_{n}-2)$

Hoạt động 3 trang 62 Toán 11 tập 1 CD: Cho hai dãy số (u$_{n}$), (v$_{n}$) với $u_{n}=8+\frac{1}{n};v_{n}=4-\frac{2}{n}$

a) Tính limu$_{n}$, limv$_{n}$

b) Tính lim(u$_{n}$ + v$_{n}$) và so sánh giá trị đó với tổng limu$_{n}$ + limv$_{n}$.

c) Tính lim(u$_{n}$.v$_{n}$) và so sánh giá trị đó với tổng limu$_{n}$.limv$_{n}$.

Hoạt động 4 trang 63 Toán 11 tập 1 CD: Cho cấp số nhân ($u_{n}$), với $u_{1}$ = 1 và công bội q= $\frac{1}{2}$

a) Hãy so sánh |q| với 1.

b) Tính $S_{n} = u_{1} + u_{2} + ... + u_{n}$. Từ đó, hãy tính lim$S_{n}$.

Hoạt động 5 trang 63 sgk Toán 11 tập 1 CD: Quan sát dãy số (u$_{n}$) với $u_{n} = n^{2}$ và cho biết giá trị của $n_{n}$ có thể lớn hơn một số dương bất kì được hay không kể từ một số hạng nào đó trở đi.

Nội dung quan tâm khác

Thêm kiến thức môn học

Từ khóa tìm kiếm: Giải toán 11 cánh diều bài 1 Giới hạn của dãy số, giải toán 11 tập 1 cánh diều bài 1, giải SGK toán 11 cánh diều tập 1 bài 1 Giới hạn của dãy số

Bình luận

Giải bài tập những môn khác