SlideShare a Scribd company logo
1 of 21
Download to read offline
ĐI TÌM CÔNG THỨC TỔNG QUÁT
DÃY SỐ




   2        2 ...        2   lim
                             x
         *
un         ˆ
        un un
                        2n 1 1
                   un
                         2n 1
TRẦN DUY SƠN
Xuân kỷ sửu 2009


                                   1
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                               Trần Duy Sơn


Giới thiệu
    Dãy số là một phần của Đại số cũng như Giải tích toán học. Dãy số đóng một vai trò cực kì
quan trọng trong toán học cũng như nhiều lĩnh vực của đời sống. Trong các kì thi HSG quốc gia,
IMO (Olympic toán học quốc tế), hay những kì thi giải toán của nhiều tạp chí toán học các bài
toán về dãy số được xuất hiện khá nhiều và được đánh giá ở mức độ khó. Các bạn học sinh cũng
đã được làm quen với dãy số từ rất sớm, từ hồi tiểu học chúng đã được làm quen với các bài toán
về dãy số như: tìm quy luật của một dãy số đơn giản,…

    Đây không phải một giáo trình về lí thuyết dãy số mà chỉ là một chuyên đề nhỏ trình bày một
vấn đề nhỏ trong lĩnh vực dãy số. Tập tài liệu này gần như một bài viết mở, như một cuộc trao
đổi, trò chuyên, trình bày con đường đi tìm công thức tổng quát của một số dạng dãy số cơ bản,
từ đó ứng dụng để giải một số bài toán.

    Do đây là chuyên đề đầu tay của tôi, nên nội dung cũng như cách trình bày trong tài liệu này
chắc chắn còn nhiều thiếu xót, rất mong bạn đọc thông cảm và có ý kiến đóng góp để bài viết
được hoàn thiện. Mọi ý kiên đóng góp, phản hồi xin gửi về địa chỉ hòm thư:
ibelieveicanfly@ymail.com

                                                                                Trần Duy Sơn
                                                                             Xuân kỷ sửu 2009




                                                                             2
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                Trần Duy Sơn


Một số kí hiệu dùng trong tập tài liệu
      CSN – Cấp số nhân
      CSC – Cấp số cộng
      CTTQ – Công thức tổng quát




                                                                             3
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                Trần Duy Sơn


Mục lục
                                                                        Trang
Đi tìm công thức tổng quát dãy số………………………………………………………...                 5
Phương trình sai phân tuyến tính………………………………………………………….                   14
Sử dụng phép thế lượng giác để xác định CTTQ dãy số…………………………………          16
Các bài toán dãy số chọn lọc……………………………………………………………...                    18
Bài tập đề nghị…………………………………………………………………………….                             20
Tài liệu tham khảo………………………………………………………………………...                          21




                                                                             4
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                            Trần Duy Sơn


Đi tìm công thức tổng quát dãy số
   Trong phần này, tôi và các bạn sẽ cùng nhau tìm hiểu và nêu ý tưởng tìm CTTQ của một số
dạng dãy số bản. Chúng ta sẽ bắt đầu bằng một bài tập đơn giản trong sách giáo khoa sau:

Ví dụ 1: (Bài 45, trang 123, Đại số & Giải tích 11 nâng cao)

Cho dãy số (u n ) xác định bởi:
                   un 1 1                                             2n 1 1
u1      2 và un                        n 2. Chứng minh rằng un
                      2                                                2n 1
Với mọi số nguyên dương n.

Ý tưởng:

    Khi gặp dạng bài chắc hẳn nhiều bạn sẽ nghĩ ngay đến việc chứng minh bằng phương pháp
quy nạp. Nhưng làm như thế thì chẳng có gì thú vị, vậy tại sao chúng ta không thử đi tìm một
cách giải khác cho bài toán này! Ta nhận thấy đề bài cho một công thức truy hồi xác định dãy
(u n ) và cho số hạng đầu tiên u1 2 nên ý tưởng của chúng ta sẽ là tìm cách đưa (u n ) về một
CSC hoặc CSN để dễ dàng liên hệ với u1 đã cho.

Giải:

Ta viết lại (u n ) : 2u n       un 1     1từ đó ta sẽ tìm cách đưa về CSN. Nhưng một rắc rối nhỏ là ở vế
phải của công thức truy hồi có số 1. Bây giờ nếu đặt u n          v n d và thay vào dãy ta được:
2(v n     d) vn      1      d    1.Từ đó nếu 2d       d    1    d 1 thì (vn ) sẽ là một CSN với công bội
      1             1                                                             1         2n 1 1
q           vn          v1. Mà v 1 u 1 a             v1 1       un    vn    d             1        .
      2            2n 1                                                          2n   1
                                                                                             2n 1
Đến đây bài toán coi như được chứng minh xong!

Nhận xét:

    Bài toán trên rất đơn giản và điển hình cho dạng bài tìm CTTQ của dãy số. Thông thương
chúng ta có thể dễ dàng giải nó bằng phương pháp quy nạp. Nhưng nếu không cho trước CTTQ
của dãy số thì phương pháp quy nạp gần như vô hiệu và cần có phương pháp cho nhưng trường
hợp như thế. Trong tập tài liệu này tôi và các bạn sẽ cùng nhau đi tìm CTTQ của dãy số. Tiếp
theo ta sẽ xét một số ví dụ khác sau đây.

Ví dụ 2:
Tìm CTTQ của dãy (u n ) được xác định: u1               2, un   2un   1    n 2    n 2.

                                                                             5
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                                               Trần Duy Sơn


Ý tưởng:

   Tiếp tục ý tưởng như ví dụ 1, tuy nhiên ta thấy ở trong công thức truy hồi đã cho xuất hiện
một đa thức theo n là n 2 nên cách làm của chúng ta sẽ hơi khác một chút.

Giải:

Giả sử: u n      vn     an b (2).
Thay vào dãy đã cho ta được: vn                      an b 2( v n 1                   a( n 1)     b)   n 1,chọn a, b sao cho
an b         2 a( n 1) 2 b n 1                            a( n 2)            b n 1 0               ( v )là một CSN và
                                                                                                     n

                                                a         1
vn      2n 1 v1. Thay n 1, 2                                  . Tiếp tục thay a, b vào (2) suy ra: v1        u1 1 1 4
                                                b         1
     vn    2n 1 v1      2n   1
                                       un       2n   1
                                                          n 1.

Ví dụ 3:
                         u1 1
Cho dãy số (un ) :                                        n 2. Tìm CTTQ của (un ).
                         un           3un   1    2n

Giải: Giả sử: u n        vn           q 2n (3).
Thay vào dãy số đã cho ta được: v n                       q 2n       3(v n   1       q 2n 1 ) 2n

      vn      3n 1v 1
                                            q        2.
      q 2n     3q 2n    1
                                 2n
Thay vào (3) suy ra: v1               u1 21              1      vn      3n       1
                                                                                       un   2n     3n 1.

Nhận xét:

Từ ba ví dụ trên, chúngta có thể phát biểu bài toán tổng quát sau:
(cách giải tổng quát sẽ nói tới trong phần Phương trình sai phân tuyến tính)


Bài toán tổng quát 1:
                                                 u1       c
Cho dãy (u n ) được xác định bởi                                                      n 2.
                                                 aun          bun 1     f ( n)
Trong đó a, b, c là các hằng số và f (n) là một đa thức theo n. Tìm CTTQ của dãy (un ).


                                                                             6
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                                   Trần Duy Sơn

    Các bạn có thể tự tổng quát bài toán trên dưới dạng công thức, với một chút kiên nhẫn biến
đổi tôi cũng tìm được hai CTTQ sau đây, ngoài ra các bạn hãy tự mình tổng quát những công
thức phức tạp hơn.

Công thức tổng quát 1:
                                 u1       x1
Cho dãy (u n ) được xác định:                                   n    2
                                 un       qu n   1      d
Trong đó a, b   0 là các hằng số, có CTTQ là:
                                    x 1 ( n 1)d      (khi q 1)
                            un        n 1     qn 1 1
                                   q x1 d            (khi q 1)
                                               q 1

Công thức tổng quát 2:
                                 u1       x1
Cho dãy (u n ) được xác định:                               n 1
                                                                     n        2
                                 un       au n   1      b
Trong đó a, b   0,    , là các hằng số.
                                                     n 1            n 1
   i.      Nếu a        thì un    b( n 1)                   x1            .
                                                        b                     b
   ii.     Nếu a       thì un    an   1
                                           x1                                         n
                                                                                          .
                                                            a                     a

Thế là bắt đầu hình thành phương pháp rồi đấy nhỉ! Chúng ta tiếp tục bằng một bài toán rất nổi
tiếng sau đấy:

    Một đôi thỏ con (gồm một thỏ đực và một thỏ cái) kể từ lúc tròn hai tháng tuổi cứ mỗi tháng
đẻ ra một đôi thỏ con (gồm một thỏ đực và một thỏ cái). Giả sử từ lúc đầu tháng giêng có một
đôi thỏ sơ sinh., hỏi đến đầu tháng n có bao nhiêu đôi thỏ.

                                      Bài toán Fibonacci, trích cuốn Liber Abaci (sách về toán đố).

Ý tưởng:

   Đây là một bài toán đố đơn thuần, để tiện cho việc giải toán, ta sẽ tìm cách viết lại đề bài.
Gọi Fn là số đôi thỏ sau n tháng. Thì F1 1, F2 1. Ta dễ thấy đến tháng ba, đôi thỏ ở tháng
giêng đẻ còn đôi thỏ sinh ra ở tháng hai mới 1 tháng tuổi nên chưa đẻ nên có F3                      2 1 3 đôi
thỏ, đến tháng thứ tư thì đôi thỏ ở tháng giêng và tháng hai đẻ nên có F4                     3 2    5 đôi thỏ. Cứ
tiếp tục suy diễn như vậy ta suy ra: Fn          Fn 1       Fn 2.
                                                                             7
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                                                                                         Trần Duy Sơn

   Đề bài được viết lại như sau:

Ví dụ 4: (dãy Fibonacci)

Dãy ( Fn ) được xác định F1                               1, F2 1 và Fn                           Fn 1           Fn   2        n 3. Tìm CTTQ của ( Fn ).

Ý tưởng:

    Không như những bài toán đã gặp ở trên, bài toán này chúng ta gặp một công thức truy hồi
liên quan tới 3 số hạng của dãy. Ý tưởng của chúng ta bây giờ sẽ là tìm cách biến đổi công thức
truy hồi đó về dạng đơn giản hơn chỉ liên quan tới 2 số hạng của dãy.

Giải:
                                                                                          n 2                                       1       2   1
Giải sử: Fn                    1 Fn   1          2 ( Fn    1           1 Fn 2 )           2           ( F2           1F )
                                                                                                                       1
                                                                                                                                    1 2         1
                                                                                      2
Suy ra      1   ,       2 là   nghiệm của phương trình:                                                 1 0 , giải PT ta được hai nghiệm
            1            5                         1           5                  1           5
 1,2                         . Chọn         1                      ,    2                         .
                    2                                     2                           2
                                                                            n 2                                                                 n 2
                    1            5                     1           5                                  1          5                  1       5             1       5
       Fn                                 Fn 1                                    . F2                                    F1                          .
                          2                                    2                                             2                          2                     2
                                                                            n 1
                    1            5                     1           5
       Fn                                 Fn 1                                    .
                             2                                 2

Áp dụng kết quả công thức tổng quát 2 ta suy ra:
                                                                                                       n                        n
                                                                       1          1           5                  1          5
                                                       Fn                                                                           .
                                                                        5                 2                           2
Chú ý:

            Bài toán trên được Leonardo Pisano (khoảng 1170-1250) hay còn gọi là Fibonacci phát
            biểu lần đầu tiên ttrong một cuốn sách của mình tên là Liber Abaci dưới dạng một bài
            toán đố. Dãy Fibonacci là một dãy số có rất nhiên ứng dụng trong toán học, kinh tế, sinh
            học, hội họa,… Có rất nhiều tính chất tuyệt đẹp của dãy Fibonacci nhưng trong khuôn
            khổ của tập tài liệu không thể nói đến được, hi vọng có thể cùng các bạn trao đổi về dãy
            Fibonacci trong một chuyên đề khác!
            Công thức chúng ta vừa tìm được còn có tên là công thức Binet do nhà toán học Pháp
            Binet (1786 – 1856) tìm ra đầu tiên.


                                                                             8
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                                                                 Trần Duy Sơn

     Từ cách làm ở ví dụ 4, ta rút ra được bài toán tổng quát sau:

Bài toán tổng quát 2:
                                                       u1      x1 , u2               x2
Cho dãy (u n ) được xác định bởi                                                                         n 3.
                                                       un      au n 1           bu n       2     0
                                                                2
Trong đó a, b, x1, x2 là các hằng số và a                                4b 0 . Tìm CTTQ của dãy (un ).

Giải: (tổng quát)

                                                  2
Giải phương trình đặc trưng:                             a         b 0. từ đó tìm được 1 ,                       2,   khi đó:
                                                                        n 1
un            u
              1 n 1          2   (un   1    u
                                           1 n 2      ) ...             2     ( u2         1 1 u)
                                                   n 1
     un             u
                    1 n 1        ( x2       x)
                                           1 1     2


Áp dụng Công thức tổng quát 2:
                                                                                           n 2                 n 1
                         a                             a          a                                     a
Nếu       1         2      thì: un           x2          x1 (n 1)                                    x1
                         2                             2          2                                     2
              n 2                                                                                        n 2
      a                           a                         a                                        a
                        x2          x1 ( n 1)            x1               k ( n 1)l
      2                           2                         2                                        2
                                                x1a
                                                                                   l
Trong đó k , l là nghiệm của hệ phương trình:    2
                                              k l x2
                                                                                                         (sửa)
Ví dụ 5:
                                                  u1          1, u2            3
Cho dãy (u n ) được xác định:
                                                  un         5un    1     6un          2       2n2       2n 1 n 2
Tìm CTTQ của (u n ) .

Giải:

Giải sử: un             vn        an 2     bn c , cần chọn a, b, c sao cho:

 2n 2 2n 1 (an 2 bn c ) 5(a (n 1) 2 b (n 1) c ) 6(a (n                                                                          2) 2 b (n   2) c ) (5.1)
 v n 1 5v n 6v n 1 0 (5.2)
                                                                             9
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                                    Trần Duy Sơn


Thay lần lượt n           0,1,2 vào (5.1) ta có hệ:
 19a 7b 2c 1                            a 1
 7 a 5b 2c 5                            b 8
    a 3b 2c 11                          c 19
Đến đây ta giải tiếp (5.2) từ đó có thế suy ra (u n ), công việc này xin được dành bạn đọc.

Ví dụ 6:
                                                       un              *
Tìm CTTQ của (u n ) biết: u1                1, un               n          .
                                                    un      2
Giải:
                     un            1        un 2   2
Ta có: un                                        1    .
                 un       2        un         un   un
             1            v1 1
Đặt: v n
            un            vn       1 2v n     1

                                        1
   vn      2n 1           un           .
                                   2n 1
Nhận xét:

    Đây là dạng bài toán tìm CTTQ của dãy số cho bởi một công thức truy hồi dạng phân tuyến
tính với các hệ số hằng. Chúng ta có thể dễ dàng tổng quát bài toán trên dưới dạng sau đây:

Bài toán tổng quát 3:
                                              pun 1 q                                   *
Cho dãy (u n ) được xác định bởi: u1                , un    n                               .
                                              run 1 s
Trong đó , p, q, r, s là các hằng số. Tìm CTTQ của dãy (un ).


Giải: (tổng quát)
                                            p vn 1 t        q              p rt vn 1 rt 2 ( p s) t           q
Đặt: un     vn        t       vn    t                             vn                                             .
                                            r vn 1 t        s                    rvn 1 rt s
                 2                                     1         1
Ta chọn: rt           ( p s )t          q 0 khi đó:                            . Từ đó tìm được CTTQ của (vn ) rồi
                                                       vn       vn 1
suy ra (u n ).


                                                                            10
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                                                                  Trần Duy Sơn

    Chúng ta tiếp tục xét một ví dụ sau là dạng bài xác định CTTQ của dãy số khi biết công thức
truy hồi có căn thức

Ví dụ 7:
Cho dãy (u n ) được xác định: u1                                  2, un   1      2 un        3u2
                                                                                               n         2 . Tìm CTTQ của (u n ) .

Ý tưởng:

    Ta thấy trong công thức truy hồi có căn thức nên việc đầu tiên của chúng ta làm sẽ là khai
triển căn thức, từ đó sẽ tìm cách đưa dãy về dạng đơn giản hơn.

Giải:

                                                                           2       2                    2                   2
Viết lại công thức truy hồi: un                           1        2un           3un         2         un 1 4un 1un        un     2 0 . Thay n
                                       2                             2      2                                  2
bằng n 1 ta đươc: un                         4unun            1     un 1 2 un 1 4un 1un                       un      2 0.
                                                                                                   2                2
Từ đó suy ra: un 1 và un 1 là nghiệm của phương trình: x                                                 4 xun     un     2 0
      un    1    un      1     4 un .
Từ đây ta đã đưa được về dạng quen thuộc, các bạn hãy giúp tôi hoàn thành nốt bài toán này!

Ví dụ 8:

                                                  u1 1, v 1 1
Cho 2 dãy số (u n ), (v n ) : u n                         1        4u n        2v n
                                                  vn      1        un v n

Tìm CTTQ của (u n ) và (v n ).

Giải:

Thay n bằng n                  1ta được:
 un         4u n     1       2v n 1
                                      un          1           4u n        2v n        4u n       2(u n   1   v n 1)     4u n    2u n   1   2v n   1
 vn         un   1       vn    1

     4u n       2u n     1     un          4u n   1       5u n         6u n 1.
                             u 1 1, u 2               2
Từ đó ta có hệ                                                            un      2n 1 . Thay vào hệ đã cho, suy ra:
                             un    1       5u n       6u n         1
                         n 1                      n 1
vn    1     vn       2              vn        2 .
                                                                            11
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                                                             Trần Duy Sơn


Nhận xét:

Đây là dạng bài toán xác định CTTQ dãy số cho bởi một hệ phương trình. Ta có thể tổng quát
bài toán trên dưới dạng:

Bài toán tổng quát 4:
                                                                    u1                , v1
Cho dãy (u n ), (v n ) được xác định bởi: u n                                 1       pu n          qv n
                                                                    vn        1       ru n          sv n
Trong đó       , , p, q, r, s là các hằng số. Tìm CTTQ của dãy (u n ), (v n ).

Giải: (tổng quát)
                                                      un       pu n       1       qv n       1
Thay n bằng n              1 ta được hệ
                                                      vn       ru n      1        sv n   1

   un     1    pu n        qv n         pu n          q( ru n       1        sv n 1)
   pu n       qru n   1      s (u n       pu n 1 )         (p            s )u n          (qr           ps )u n   1

    un    1    (p         s )u n       ( ps       qr )u n      1        0
Từ đây ta đưa được về dạng như Bài toán tổng quát 2.

    Ngoài việc tìm CTTQ của những bài toán cho trước, chúng ta cũng có thể tự tổng quát một
số dạng dãy số khác. Chúng ta sẽ cùng nhau xét một ví dụ: xây dựng phương trình phi tuyến bậc
cao từ nghiệm của một phương trình bậc 2.
                                                  2
   Xét phương trình bậc 2: x                            mx              1 0 có nghiệm là x 1 và x 2 . Xét mộ số thực bất kì
                                   n          n                                               n 1          n 1
và dãy số u n               x 12          2            2
                                        x 2 . Khi đó u n                          2
                                                                                       x 12            2
                                                                                                      x2         2   un   1   2   2


               2
              un
   un     1               2 . Từ đây ta có bài toán:

Ví dụ 9:
                                                                            2
Cho dãy (u n ) xác định bởi: u 1                      2, u n    1        2u n 1. Tìm CTTQ của (u n ).




                                                                            12
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                                    Trần Duy Sơn

                                                             2
                                    2                      un         1                             1
Giải: Ta thấy: u n           1   2u n 1       un   1                2. Trong trường hợp này           . Lại có:
                                                            1         2                             2
                                                            2
                    0        0    1
u0           x 12        2
                        x2          x1 x 2             2        m       4       x2       4x   1 0
                                  2

                                      1                    2n                   2n
     x 1,2     2        3        un       2        3                2       3        .
                                      2

Chú ý:

         Trong phần nay chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu và nêu ý tưởng tìm CTTQ của một số
         dạng dãy số cơ bản. Tuy nhiên còn nhiều dạng dãy số khác, do khuôn khổ tài liệu có hạn
         không thể đề cập hết ở đây. Rất mong các bạn thông cảm và hãy tự mình tìm hiểu, khám
         phá những loại dãy số mới!
         Trong các phần tiếp theo, tôi sẽ giới thiệu một số bài toán mà trong quá trình giải có sử
         dụng kết quả của phần này. Nhưng trước tiên, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu một khái
         niệm rất thú vị sau!




                                                                            13
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                                Trần Duy Sơn


Phương trình sai phân tuyến tính
   Phương trình sai phân tuyến tính là một công cụ rất mạnh trong việc tìm CTTQ của dãy số.
Trong phần này, tôi sẽ giới thiệu vơi các bạn khái quát về phương trình sai phân tuyến tính cấp
một và cấp hai.

   1. Phương trình sai phân tuyến tính cấp một (bậc nhất)

Định nghĩa: Phương trình sai phân tuyến tính cấp một là phương trình sai phân dạng:
                                                               *
                                   u1       , aun
                                         bun f (n) n1            .
Trong đó a, b 0, là những hằng số và f (n) là biểu thức của n cho trước.

Phương pháp giải:

                                                                        *                *
   Giải phương trình đặc trưng a                                            ˆ
                                    b 0 ta tìm được . Giải sử: un un un trong đó: un
                                                                 ˆ
là nghiệm tổng quát của phương trình thuần nhất au n 1 bu n 0 và u n là nghiệm riêng tùy ý
                                                                             *        n 1
của phương trình không thuần nhất au n              1   bu n   f ( n) . Vậy un   q          ( q là hằng số sẽ xác
                       ˆ
định sau). Để xác định u n ta làm như sau:

   i.      Nếu           ˆ
                   1thì un là đa thức cùng bậc với f (n).
   ii.     Nếu                                      ˆ
                   1 (khi đó dãy (u n ) là CSC) thì u n n. g ( n) trong đó g ( n) là một đa thức
           cùng bậc với f ( n).
       ˆ                                                                 ˆ
Thay u n và phương trình, đồng nhất hệ số ta sẽ tính được các hệ số của u n .

   2. Phương trình sai phân tuyến tính cấp hai

Định nghĩa: Phương trình sai phân tuyến tính cấp hai là phương trình sai phân dạng:
                                                                         *
                 u1       , u2     , aun 1 bun cun 1 f (n) n               .
Trong đó , , a, b, c là các hằng số khác, a 0 và f (n) là biểu thức của n cho trước.

Phương pháp giải:

                                        2
Giải phương trình đặc trưng a               b c 0 ta tìm được .
                                                                                                       n
   i.      Nếu   1   ,   2 là   hai nghiệm thực bằng nhau:     1     1     thì: u n     A B.n              trong đó
            A, B được xác định khi biết u1 , u 2 .


                                                                            14
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                                          Trần Duy Sơn

                                                                                       n        n
   ii.       Nếu     1   ,   2 là   hai nghiệm thực khác nhau thì: un             A   1     B   2   trong đó A, B được xác
             định khi biết u1 , u 2 .
   iii.      Nếu          là hai nghiệm phức, giả sử:           x iy thì:                  r (cos      i sin ) và
             un      r n A cos n             B sin n    , trong đó:
                                                       y
             r                  x2      y 2 , tan        ,                ,       và A, B được xác định khi biết
                                                       2              2       2
             u1 , u 2 .

Chú ý:

          Như các bạn đã thấy, nhiều suy luận trong phần đi tìm công thức tổng quát dãy số của
          chúng ta khá giống với tư tưởng của phương trình sai phân tuyến tính. Tuy nhiên, những
          suy luận đó rất tự nhiên, trong sáng và hoàn toàn không cần tới một công cụ cao cấp như
          phương trình sai phân tuyến tính phải không các bạn !
          Phương trình sai phân tuyến tính hay một số công cụ khác (ví dụ: hàm sinh) là những
          khái niệm thuộc toán học cao cấp, có nhiều ứng dụng trong việc tìm CTTQ của dãy số.
          Nhưng để đảm bảo tính sơ cấp của tập tài liệu, những khái niệm đó không được đề cập tại
          đây, rất mong bạn đọc thông cảm!

P/s: Nếu các bạn muốn tìm hiểu về những khái niệm nói trên có thể tham khảo trong một số tài
liệu như:
[1] Nguyễn Văn Mậu (chủ biên) - Chuyên đề chọn lọc dãy số và áp dụng, NXB Giáo Dục 2008.
[2] Các diễn đàn: http://maths.vn, http://diendantoanhoc.net,...




                                                                            15
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                              Trần Duy Sơn


Sử dụng phép thế lượng giác để xác định
CTTQ dãy số
   Nhiêu công thức truy hồi phức tạp trở thành đơn giản nhờ thực hiện phép thế lượng giác.
Chúng ta hãy cùng nhau xét những ví dụ sau.

Ví dụ 8:

Hãy tìm cách biểu diễn             2         2 ...      2 dưới một dạng khác.

Ý tưởng:

    Đây là một bài toán kinh điển trong lượng giác, nếu tinh mắt một chút ta có thể dễ dàng đưa
nó về một bài toán dãy số, cách làm đó như sau:

Đặt: u1         2, u2         2         2 ,..., un      2     2 ...      2
Từ đó suy ra: un             2 un 1 .

Giải:

Ta thấy:
                                                        2
u1        2    2cos            u2           2 u1       u2   2 u1      2 1 cos         4cos 2
                        4                                                       4              8

     u2       2cos .
                  8
Từ đó suy ra: un            2cos            (các bạn có thế dùng chứng minh quy nạp để kiểm tra lại).
                                   2n   1



Tiếp tục ý tưởng dùng phép thế lượng giác, liên tưởng tới công thức

To be continue…




                                                                            16
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                Trần Duy Sơn




                                                                            17
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                         Trần Duy Sơn


Các bài toán dãy số chọn lọc
   Trong phần này tôi sẽ đưa ra một số bài toán dãy số mà trong quá trình giải có sử dụng kết
quả của các phần trước.

Ví dụ: (HSG Quốc gia 1997)

Cho dãy số ( xn ) : x1       7, x2    50, xn    1    4 xn   5 xn   1    1975   n 2.
Chứng minh rằng: x1996 1997.

Giải:

Ví dụ: (IMO 1967)

Trong một cuộc thi đấu thể thao có m huy chương, được phát trong n ngày thi đấu. Ngày thứ
                                     1                                                            1
nhất phát một huy chương và            số huy chương còn lại. Ngày thứ hai phát hai huy chương và
                                     7                                                            7
số huy chương còn lại. Những ngày còn lại được tiếp tục tương tự như vậy. Ngày sau cùng còn
lại n huy chương để phát. Hỏi có tất cả bao nhiêu huy chương và được phát trong bao nhiêu
ngày?

Ý tưởng:

    Thoạt nhìn ta thấy đây chỉ là một bài toán đố đơn thuần, nhưng nếu “nhạy cảm” một chút ta
có thể biến nó về một bài toán dãy số. Nếu gọi u k là số huy chương phát trong ngày thứ k thì:
                          1                         1              1                  6   1          6
u0       m , u1 1           (m 1), u 2     2          m     1        (m 1)      2       1   (m 1)
                          7                         7              7                  7   7          7
              6       6
     u2         u1      , bằng quy nạp ta chứng minh được:
              7       7
          6               k 6         6
uk   1      uk       k           uk      k k 2.
          7                7 7        7
Giải:
                                                                n 1
                                                            6
Từ công thức truy hồi tìm được, ta suy ra: u n                         (m   36) 6 n   42 n
                                                            7
                                     n 1
                                7                      7n
     m     36 (7 n          42)            (n       6) n 1 . Do (7,6) 1 và
                                6                     6
6n   1
          n     6     n     6 0       n    6        m     36.

                                                                            18
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                Trần Duy Sơn

Vậy có 36 huy chương phát trong 6 ngày.



To be continue…




                                                                            19
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                                     Trần Duy Sơn


Bài tập đề nghị
    Bài viết đến đây là kết thúc, sau khi đọc bài viết này, các bạn hãy tự mình giải một số bài tập
đề nghị sau đây.

Bài 1:

                   u1 u 2 1
                          2
Cho dãy (u n ) :         un 1 2                     . Tìm CTTQ (u n ).
                   un                    n      2
                          un 2

Bài 2: (HSG Quốc gia bảng A - 1998)

                        u0       20, u 1 100
Cho dãy số (u n ) :
                        un   1    4u n   5u n   1     20       n   2
                                                                              *
Tìm số nguyên dương h bé nhất sao cho: u n                 h   u n 1998   n       .


To be continue…




                                                                            20
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger
Đi tìm công thức tổng quát dãy số                                           Trần Duy Sơn




Tài liệu tham khảo
[1] Nguyễn Văn Mậu (chủ biên) - Chuyên đề chọn lọc dãy số và áp dụng, NXB Giáo Dục 2008.

[2] Nguyễn Tất Thu – Chuyên đề hội giảng: Một số phương pháp xác định công thức tổng quát
của dãy số, 2008.

[3] Một số chuyên đề từ Internet.




                                                                            21
______________________________________________________________________________
The love makes us stronger

More Related Content

What's hot

Bất đẳng thức bồi dưỡng học sinh giỏi thcs
Bất đẳng thức bồi dưỡng học sinh giỏi thcsBất đẳng thức bồi dưỡng học sinh giỏi thcs
Bất đẳng thức bồi dưỡng học sinh giỏi thcsmaytinh_5p
 
Chương 9 quy hoachdong
Chương 9 quy hoachdong Chương 9 quy hoachdong
Chương 9 quy hoachdong hoangnguyentien
 
Chuyen de he phuong trinh
Chuyen de he phuong trinhChuyen de he phuong trinh
Chuyen de he phuong trinhToan Ngo Hoang
 
[123doc.vn] bg-giai-tich-iii-nguyen-xuan-thao-2014
[123doc.vn]   bg-giai-tich-iii-nguyen-xuan-thao-2014[123doc.vn]   bg-giai-tich-iii-nguyen-xuan-thao-2014
[123doc.vn] bg-giai-tich-iii-nguyen-xuan-thao-2014Con TrIm Lông Bông
 
12 Cách giải cho 1 bài bất đẳng thức
12 Cách giải cho 1 bài bất đẳng thức12 Cách giải cho 1 bài bất đẳng thức
12 Cách giải cho 1 bài bất đẳng thứcSirô Tiny
 
Do do tich-phan-thai_thuan_quang mearsure and intergral
Do do tich-phan-thai_thuan_quang mearsure and intergralDo do tich-phan-thai_thuan_quang mearsure and intergral
Do do tich-phan-thai_thuan_quang mearsure and intergralBui Loi
 
Cđ thuật toán tương tự trong bồi dưỡng hsg toán 8
Cđ thuật toán tương tự trong bồi dưỡng hsg toán 8Cđ thuật toán tương tự trong bồi dưỡng hsg toán 8
Cđ thuật toán tương tự trong bồi dưỡng hsg toán 8Cảnh
 
Sach bat dang thuc rat hay
Sach bat dang thuc rat haySach bat dang thuc rat hay
Sach bat dang thuc rat hayTuân Ngô
 
Cđ đồng dư thức trong toán 7
Cđ đồng dư thức trong toán 7Cđ đồng dư thức trong toán 7
Cđ đồng dư thức trong toán 7Cảnh
 
Chuyen de mon toan nguyen tac dirichlet
Chuyen de mon toan nguyen tac dirichletChuyen de mon toan nguyen tac dirichlet
Chuyen de mon toan nguyen tac dirichletCảnh
 
Chuyên đề hệ phương trình
Chuyên đề hệ phương trìnhChuyên đề hệ phương trình
Chuyên đề hệ phương trìnhToán THCS
 

What's hot (17)

Dãy số vmo2009
Dãy số vmo2009Dãy số vmo2009
Dãy số vmo2009
 
Bất đẳng thức bồi dưỡng học sinh giỏi thcs
Bất đẳng thức bồi dưỡng học sinh giỏi thcsBất đẳng thức bồi dưỡng học sinh giỏi thcs
Bất đẳng thức bồi dưỡng học sinh giỏi thcs
 
Chương 9 quy hoachdong
Chương 9 quy hoachdong Chương 9 quy hoachdong
Chương 9 quy hoachdong
 
Chuyen de he phuong trinh
Chuyen de he phuong trinhChuyen de he phuong trinh
Chuyen de he phuong trinh
 
[123doc.vn] bg-giai-tich-iii-nguyen-xuan-thao-2014
[123doc.vn]   bg-giai-tich-iii-nguyen-xuan-thao-2014[123doc.vn]   bg-giai-tich-iii-nguyen-xuan-thao-2014
[123doc.vn] bg-giai-tich-iii-nguyen-xuan-thao-2014
 
12 Cách giải cho 1 bài bất đẳng thức
12 Cách giải cho 1 bài bất đẳng thức12 Cách giải cho 1 bài bất đẳng thức
12 Cách giải cho 1 bài bất đẳng thức
 
Tai lieu on chuyen toan
Tai lieu on chuyen toanTai lieu on chuyen toan
Tai lieu on chuyen toan
 
Do do tich-phan-thai_thuan_quang mearsure and intergral
Do do tich-phan-thai_thuan_quang mearsure and intergralDo do tich-phan-thai_thuan_quang mearsure and intergral
Do do tich-phan-thai_thuan_quang mearsure and intergral
 
Bdt duythao
Bdt duythaoBdt duythao
Bdt duythao
 
Cđ thuật toán tương tự trong bồi dưỡng hsg toán 8
Cđ thuật toán tương tự trong bồi dưỡng hsg toán 8Cđ thuật toán tương tự trong bồi dưỡng hsg toán 8
Cđ thuật toán tương tự trong bồi dưỡng hsg toán 8
 
Sach bat dang thuc rat hay
Sach bat dang thuc rat haySach bat dang thuc rat hay
Sach bat dang thuc rat hay
 
Cđ đồng dư thức trong toán 7
Cđ đồng dư thức trong toán 7Cđ đồng dư thức trong toán 7
Cđ đồng dư thức trong toán 7
 
File403
File403File403
File403
 
Bdt võ quốc bá cẩn
Bdt  võ quốc bá cẩnBdt  võ quốc bá cẩn
Bdt võ quốc bá cẩn
 
Chuyen de mon toan nguyen tac dirichlet
Chuyen de mon toan nguyen tac dirichletChuyen de mon toan nguyen tac dirichlet
Chuyen de mon toan nguyen tac dirichlet
 
Toan nghia
Toan nghiaToan nghia
Toan nghia
 
Chuyên đề hệ phương trình
Chuyên đề hệ phương trìnhChuyên đề hệ phương trình
Chuyên đề hệ phương trình
 

Viewers also liked

Dùng dãy số chứng minh bất đẳng thức
Dùng dãy số chứng minh bất đẳng thứcDùng dãy số chứng minh bất đẳng thức
Dùng dãy số chứng minh bất đẳng thứcThế Giới Tinh Hoa
 
Dang 2: Quan hệ giữa các góc trong hình học
Dang 2: Quan hệ giữa các góc trong hình họcDang 2: Quan hệ giữa các góc trong hình học
Dang 2: Quan hệ giữa các góc trong hình họcNhập Vân Long
 
Một Số Kỹ Năng Giải Hệ Luyện Thi Đại Học
Một Số Kỹ Năng Giải Hệ Luyện Thi Đại HọcMột Số Kỹ Năng Giải Hệ Luyện Thi Đại Học
Một Số Kỹ Năng Giải Hệ Luyện Thi Đại HọcNhập Vân Long
 
Chứng minh hai đoạn thẳng bằng nhau
Chứng minh hai đoạn thẳng bằng nhauChứng minh hai đoạn thẳng bằng nhau
Chứng minh hai đoạn thẳng bằng nhauNhập Vân Long
 
Trac nghiem-hat-nhan-nguyen-tu
Trac nghiem-hat-nhan-nguyen-tuTrac nghiem-hat-nhan-nguyen-tu
Trac nghiem-hat-nhan-nguyen-tuNhập Vân Long
 
Phương Tích - Trục Đẳng Phương
Phương Tích - Trục Đẳng PhươngPhương Tích - Trục Đẳng Phương
Phương Tích - Trục Đẳng PhươngNhập Vân Long
 
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏi
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏiTổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏi
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏiNhập Vân Long
 
Giải Toán Cực Trị Trong Một Số Đề Thi Học Sinh Giỏi 9
Giải Toán Cực Trị Trong Một Số Đề Thi Học Sinh Giỏi 9Giải Toán Cực Trị Trong Một Số Đề Thi Học Sinh Giỏi 9
Giải Toán Cực Trị Trong Một Số Đề Thi Học Sinh Giỏi 9Nhập Vân Long
 
Chuyên dề dấu tam thức bậc hai
Chuyên dề dấu tam thức bậc haiChuyên dề dấu tam thức bậc hai
Chuyên dề dấu tam thức bậc haiNhập Vân Long
 

Viewers also liked (9)

Dùng dãy số chứng minh bất đẳng thức
Dùng dãy số chứng minh bất đẳng thứcDùng dãy số chứng minh bất đẳng thức
Dùng dãy số chứng minh bất đẳng thức
 
Dang 2: Quan hệ giữa các góc trong hình học
Dang 2: Quan hệ giữa các góc trong hình họcDang 2: Quan hệ giữa các góc trong hình học
Dang 2: Quan hệ giữa các góc trong hình học
 
Một Số Kỹ Năng Giải Hệ Luyện Thi Đại Học
Một Số Kỹ Năng Giải Hệ Luyện Thi Đại HọcMột Số Kỹ Năng Giải Hệ Luyện Thi Đại Học
Một Số Kỹ Năng Giải Hệ Luyện Thi Đại Học
 
Chứng minh hai đoạn thẳng bằng nhau
Chứng minh hai đoạn thẳng bằng nhauChứng minh hai đoạn thẳng bằng nhau
Chứng minh hai đoạn thẳng bằng nhau
 
Trac nghiem-hat-nhan-nguyen-tu
Trac nghiem-hat-nhan-nguyen-tuTrac nghiem-hat-nhan-nguyen-tu
Trac nghiem-hat-nhan-nguyen-tu
 
Phương Tích - Trục Đẳng Phương
Phương Tích - Trục Đẳng PhươngPhương Tích - Trục Đẳng Phương
Phương Tích - Trục Đẳng Phương
 
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏi
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏiTổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏi
Tổng hợp bồi dưỡng học sinh giỏi
 
Giải Toán Cực Trị Trong Một Số Đề Thi Học Sinh Giỏi 9
Giải Toán Cực Trị Trong Một Số Đề Thi Học Sinh Giỏi 9Giải Toán Cực Trị Trong Một Số Đề Thi Học Sinh Giỏi 9
Giải Toán Cực Trị Trong Một Số Đề Thi Học Sinh Giỏi 9
 
Chuyên dề dấu tam thức bậc hai
Chuyên dề dấu tam thức bậc haiChuyên dề dấu tam thức bậc hai
Chuyên dề dấu tam thức bậc hai
 

Similar to Dãy số tran duyson

Phongmath cttq-dayso-tran duyson
Phongmath cttq-dayso-tran duysonPhongmath cttq-dayso-tran duyson
Phongmath cttq-dayso-tran duysonphongmathbmt
 
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duyson
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duysonWww.mathvn.com cttq-dayso-tran duyson
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duysonKiet Nguy Anh
 
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duyson
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duysonWww.mathvn.com cttq-dayso-tran duyson
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duysonljmonking
 
SH_Lien_ND_Dinh ly thang du Trung Hoa_VP_2016_08_16.pdf
SH_Lien_ND_Dinh ly thang du Trung Hoa_VP_2016_08_16.pdfSH_Lien_ND_Dinh ly thang du Trung Hoa_VP_2016_08_16.pdf
SH_Lien_ND_Dinh ly thang du Trung Hoa_VP_2016_08_16.pdfNguyenTanBinh4
 
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CHÂN TRỜI SÁNG TẠO - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - G...
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CHÂN TRỜI SÁNG TẠO - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - G...BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CHÂN TRỜI SÁNG TẠO - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - G...
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CHÂN TRỜI SÁNG TẠO - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - G...Nguyen Thanh Tu Collection
 
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CÁNH DIỀU - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - GIỚI HẠN -...
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CÁNH DIỀU - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - GIỚI HẠN -...BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CÁNH DIỀU - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - GIỚI HẠN -...
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CÁNH DIỀU - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - GIỚI HẠN -...Nguyen Thanh Tu Collection
 
bai giang giai tich 3 - thac si nguyen xuan thao.pdf
bai giang giai tich 3 - thac si nguyen xuan thao.pdfbai giang giai tich 3 - thac si nguyen xuan thao.pdf
bai giang giai tich 3 - thac si nguyen xuan thao.pdfTrường Việt Nam
 
Nhị thức newton và Phương pháp giải các bài tập về Nhị thức newton
Nhị thức newton và Phương pháp giải các bài tập về Nhị thức newtonNhị thức newton và Phương pháp giải các bài tập về Nhị thức newton
Nhị thức newton và Phương pháp giải các bài tập về Nhị thức newtonLinh Nguyễn
 
CHUNG MINH HOAN CHINH ĐINH LY LON FERMAT .pdf
CHUNG MINH HOAN CHINH ĐINH LY LON FERMAT .pdfCHUNG MINH HOAN CHINH ĐINH LY LON FERMAT .pdf
CHUNG MINH HOAN CHINH ĐINH LY LON FERMAT .pdfbkhnb8
 
Www.mathvn.com day-so-nguyen
Www.mathvn.com day-so-nguyen Www.mathvn.com day-so-nguyen
Www.mathvn.com day-so-nguyen makiemcachthe
 
Phongmath day-so-nguyen tatthu
Phongmath day-so-nguyen tatthuPhongmath day-so-nguyen tatthu
Phongmath day-so-nguyen tatthuphongmathbmt
 
Xac dinh cong thuc tong quat cua day so nguyen tat thu
Xac dinh cong thuc tong quat cua day so nguyen tat thuXac dinh cong thuc tong quat cua day so nguyen tat thu
Xac dinh cong thuc tong quat cua day so nguyen tat thuThành Nguyễn
 
tài liệu dãy số
tài liệu dãy số tài liệu dãy số
tài liệu dãy số cocrambo
 
Chuoi so
Chuoi soChuoi so
Chuoi soMiLc1
 
GIẢI TÍCH 11: DÃY SỐ - CẤP SỐ
GIẢI TÍCH 11: DÃY SỐ - CẤP SỐ GIẢI TÍCH 11: DÃY SỐ - CẤP SỐ
GIẢI TÍCH 11: DÃY SỐ - CẤP SỐ Pham Dung
 
DÃY SỐ - CẤP SỐ
DÃY SỐ - CẤP SỐDÃY SỐ - CẤP SỐ
DÃY SỐ - CẤP SỐDANAMATH
 

Similar to Dãy số tran duyson (20)

Phongmath cttq-dayso-tran duyson
Phongmath cttq-dayso-tran duysonPhongmath cttq-dayso-tran duyson
Phongmath cttq-dayso-tran duyson
 
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duyson
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duysonWww.mathvn.com cttq-dayso-tran duyson
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duyson
 
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duyson
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duysonWww.mathvn.com cttq-dayso-tran duyson
Www.mathvn.com cttq-dayso-tran duyson
 
SH_Lien_ND_Dinh ly thang du Trung Hoa_VP_2016_08_16.pdf
SH_Lien_ND_Dinh ly thang du Trung Hoa_VP_2016_08_16.pdfSH_Lien_ND_Dinh ly thang du Trung Hoa_VP_2016_08_16.pdf
SH_Lien_ND_Dinh ly thang du Trung Hoa_VP_2016_08_16.pdf
 
Dãy số nguyễn tất thu
Dãy số  nguyễn tất thuDãy số  nguyễn tất thu
Dãy số nguyễn tất thu
 
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CHÂN TRỜI SÁNG TẠO - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - G...
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CHÂN TRỜI SÁNG TẠO - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - G...BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CHÂN TRỜI SÁNG TẠO - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - G...
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CHÂN TRỜI SÁNG TẠO - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - G...
 
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CÁNH DIỀU - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - GIỚI HẠN -...
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CÁNH DIỀU - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - GIỚI HẠN -...BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CÁNH DIỀU - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - GIỚI HẠN -...
BÀI TẬP DẠY THÊM TOÁN 11 - SÁCH CÁNH DIỀU - CẢ NĂM - CHUYÊN ĐỀ 3 - GIỚI HẠN -...
 
bai giang giai tich 3 - thac si nguyen xuan thao.pdf
bai giang giai tich 3 - thac si nguyen xuan thao.pdfbai giang giai tich 3 - thac si nguyen xuan thao.pdf
bai giang giai tich 3 - thac si nguyen xuan thao.pdf
 
Nhị thức newton và Phương pháp giải các bài tập về Nhị thức newton
Nhị thức newton và Phương pháp giải các bài tập về Nhị thức newtonNhị thức newton và Phương pháp giải các bài tập về Nhị thức newton
Nhị thức newton và Phương pháp giải các bài tập về Nhị thức newton
 
CHUNG MINH HOAN CHINH ĐINH LY LON FERMAT .pdf
CHUNG MINH HOAN CHINH ĐINH LY LON FERMAT .pdfCHUNG MINH HOAN CHINH ĐINH LY LON FERMAT .pdf
CHUNG MINH HOAN CHINH ĐINH LY LON FERMAT .pdf
 
Www.mathvn.com day-so-nguyen
Www.mathvn.com day-so-nguyen Www.mathvn.com day-so-nguyen
Www.mathvn.com day-so-nguyen
 
Phongmath day-so-nguyen tatthu
Phongmath day-so-nguyen tatthuPhongmath day-so-nguyen tatthu
Phongmath day-so-nguyen tatthu
 
Xac dinh cong thuc tong quat cua day so nguyen tat thu
Xac dinh cong thuc tong quat cua day so nguyen tat thuXac dinh cong thuc tong quat cua day so nguyen tat thu
Xac dinh cong thuc tong quat cua day so nguyen tat thu
 
tài liệu dãy số
tài liệu dãy số tài liệu dãy số
tài liệu dãy số
 
Toan on thi_4__6257
Toan on thi_4__6257Toan on thi_4__6257
Toan on thi_4__6257
 
Luận văn: Đa tạp tâm của hệ tam phân mũ không đều, HOT
Luận văn: Đa tạp tâm của hệ tam phân mũ không đều, HOTLuận văn: Đa tạp tâm của hệ tam phân mũ không đều, HOT
Luận văn: Đa tạp tâm của hệ tam phân mũ không đều, HOT
 
Luận văn: Đa tạp tâm của hệ tam phân mũ không đều, HAY, 9đ
Luận văn: Đa tạp tâm của hệ tam phân mũ không đều, HAY, 9đLuận văn: Đa tạp tâm của hệ tam phân mũ không đều, HAY, 9đ
Luận văn: Đa tạp tâm của hệ tam phân mũ không đều, HAY, 9đ
 
Chuoi so
Chuoi soChuoi so
Chuoi so
 
GIẢI TÍCH 11: DÃY SỐ - CẤP SỐ
GIẢI TÍCH 11: DÃY SỐ - CẤP SỐ GIẢI TÍCH 11: DÃY SỐ - CẤP SỐ
GIẢI TÍCH 11: DÃY SỐ - CẤP SỐ
 
DÃY SỐ - CẤP SỐ
DÃY SỐ - CẤP SỐDÃY SỐ - CẤP SỐ
DÃY SỐ - CẤP SỐ
 

More from Thế Giới Tinh Hoa

Cách chụp ảnh công ty đẹp 2019
Cách chụp ảnh công ty đẹp 2019Cách chụp ảnh công ty đẹp 2019
Cách chụp ảnh công ty đẹp 2019Thế Giới Tinh Hoa
 
Bảng báo giá sản phẩm rèm bạch dương
Bảng báo giá sản phẩm rèm bạch dươngBảng báo giá sản phẩm rèm bạch dương
Bảng báo giá sản phẩm rèm bạch dươngThế Giới Tinh Hoa
 
Album sổ mẫu Rèm cửa Bạch Dương
Album sổ mẫu Rèm cửa Bạch DươngAlbum sổ mẫu Rèm cửa Bạch Dương
Album sổ mẫu Rèm cửa Bạch DươngThế Giới Tinh Hoa
 
Cách tắm cho bé vào mùa đông
Cách tắm cho bé vào mùa đôngCách tắm cho bé vào mùa đông
Cách tắm cho bé vào mùa đôngThế Giới Tinh Hoa
 
Giáo trình tự học illustrator cs6
Giáo trình tự học illustrator cs6  Giáo trình tự học illustrator cs6
Giáo trình tự học illustrator cs6 Thế Giới Tinh Hoa
 
Nữ quái sân trườngtruonghocso.com
Nữ quái sân trườngtruonghocso.comNữ quái sân trườngtruonghocso.com
Nữ quái sân trườngtruonghocso.comThế Giới Tinh Hoa
 
Những chàng trai xấu tính nguyễn nhật ánhtruonghocso.com
Những chàng trai xấu tính  nguyễn nhật ánhtruonghocso.comNhững chàng trai xấu tính  nguyễn nhật ánhtruonghocso.com
Những chàng trai xấu tính nguyễn nhật ánhtruonghocso.comThế Giới Tinh Hoa
 
Những bài văn mẫu dành cho học sinh lớp 10truonghocso.com
Những bài văn mẫu dành cho học sinh lớp 10truonghocso.comNhững bài văn mẫu dành cho học sinh lớp 10truonghocso.com
Những bài văn mẫu dành cho học sinh lớp 10truonghocso.comThế Giới Tinh Hoa
 

More from Thế Giới Tinh Hoa (20)

Cách chụp ảnh công ty đẹp 2019
Cách chụp ảnh công ty đẹp 2019Cách chụp ảnh công ty đẹp 2019
Cách chụp ảnh công ty đẹp 2019
 
Lỗi web bachawater
Lỗi web bachawaterLỗi web bachawater
Lỗi web bachawater
 
Bảng báo giá sản phẩm rèm bạch dương
Bảng báo giá sản phẩm rèm bạch dươngBảng báo giá sản phẩm rèm bạch dương
Bảng báo giá sản phẩm rèm bạch dương
 
Album sổ mẫu Rèm cửa Bạch Dương
Album sổ mẫu Rèm cửa Bạch DươngAlbum sổ mẫu Rèm cửa Bạch Dương
Album sổ mẫu Rèm cửa Bạch Dương
 
thong tin lam viec tren lamchame
thong tin lam viec tren lamchamethong tin lam viec tren lamchame
thong tin lam viec tren lamchame
 
Cách tắm cho bé vào mùa đông
Cách tắm cho bé vào mùa đôngCách tắm cho bé vào mùa đông
Cách tắm cho bé vào mùa đông
 
Giáo trình tự học illustrator cs6
Giáo trình tự học illustrator cs6  Giáo trình tự học illustrator cs6
Giáo trình tự học illustrator cs6
 
Nang luc truyen thong
Nang luc truyen thongNang luc truyen thong
Nang luc truyen thong
 
Huongdansudung izishop
Huongdansudung izishopHuongdansudung izishop
Huongdansudung izishop
 
Ho so nang luc cong ty
Ho so nang luc cong tyHo so nang luc cong ty
Ho so nang luc cong ty
 
seo contract
seo contractseo contract
seo contract
 
di google cong
di google congdi google cong
di google cong
 
E1 f4 bộ binh
E1 f4 bộ binhE1 f4 bộ binh
E1 f4 bộ binh
 
E2 f2 bộ binh
E2 f2 bộ binhE2 f2 bộ binh
E2 f2 bộ binh
 
E3 f1 bộ binh
E3 f1 bộ binhE3 f1 bộ binh
E3 f1 bộ binh
 
E2 f1 bộ binh
E2 f1 bộ binhE2 f1 bộ binh
E2 f1 bộ binh
 
E1 f1 bộ binh
E1 f1 bộ binhE1 f1 bộ binh
E1 f1 bộ binh
 
Nữ quái sân trườngtruonghocso.com
Nữ quái sân trườngtruonghocso.comNữ quái sân trườngtruonghocso.com
Nữ quái sân trườngtruonghocso.com
 
Những chàng trai xấu tính nguyễn nhật ánhtruonghocso.com
Những chàng trai xấu tính  nguyễn nhật ánhtruonghocso.comNhững chàng trai xấu tính  nguyễn nhật ánhtruonghocso.com
Những chàng trai xấu tính nguyễn nhật ánhtruonghocso.com
 
Những bài văn mẫu dành cho học sinh lớp 10truonghocso.com
Những bài văn mẫu dành cho học sinh lớp 10truonghocso.comNhững bài văn mẫu dành cho học sinh lớp 10truonghocso.com
Những bài văn mẫu dành cho học sinh lớp 10truonghocso.com
 

Dãy số tran duyson

  • 1. ĐI TÌM CÔNG THỨC TỔNG QUÁT DÃY SỐ 2 2 ... 2 lim x * un ˆ un un 2n 1 1 un 2n 1 TRẦN DUY SƠN Xuân kỷ sửu 2009 1
  • 2. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Giới thiệu Dãy số là một phần của Đại số cũng như Giải tích toán học. Dãy số đóng một vai trò cực kì quan trọng trong toán học cũng như nhiều lĩnh vực của đời sống. Trong các kì thi HSG quốc gia, IMO (Olympic toán học quốc tế), hay những kì thi giải toán của nhiều tạp chí toán học các bài toán về dãy số được xuất hiện khá nhiều và được đánh giá ở mức độ khó. Các bạn học sinh cũng đã được làm quen với dãy số từ rất sớm, từ hồi tiểu học chúng đã được làm quen với các bài toán về dãy số như: tìm quy luật của một dãy số đơn giản,… Đây không phải một giáo trình về lí thuyết dãy số mà chỉ là một chuyên đề nhỏ trình bày một vấn đề nhỏ trong lĩnh vực dãy số. Tập tài liệu này gần như một bài viết mở, như một cuộc trao đổi, trò chuyên, trình bày con đường đi tìm công thức tổng quát của một số dạng dãy số cơ bản, từ đó ứng dụng để giải một số bài toán. Do đây là chuyên đề đầu tay của tôi, nên nội dung cũng như cách trình bày trong tài liệu này chắc chắn còn nhiều thiếu xót, rất mong bạn đọc thông cảm và có ý kiến đóng góp để bài viết được hoàn thiện. Mọi ý kiên đóng góp, phản hồi xin gửi về địa chỉ hòm thư: ibelieveicanfly@ymail.com Trần Duy Sơn Xuân kỷ sửu 2009 2 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 3. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Một số kí hiệu dùng trong tập tài liệu CSN – Cấp số nhân CSC – Cấp số cộng CTTQ – Công thức tổng quát 3 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 4. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Mục lục Trang Đi tìm công thức tổng quát dãy số………………………………………………………... 5 Phương trình sai phân tuyến tính…………………………………………………………. 14 Sử dụng phép thế lượng giác để xác định CTTQ dãy số………………………………… 16 Các bài toán dãy số chọn lọc……………………………………………………………... 18 Bài tập đề nghị……………………………………………………………………………. 20 Tài liệu tham khảo………………………………………………………………………... 21 4 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 5. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trong phần này, tôi và các bạn sẽ cùng nhau tìm hiểu và nêu ý tưởng tìm CTTQ của một số dạng dãy số bản. Chúng ta sẽ bắt đầu bằng một bài tập đơn giản trong sách giáo khoa sau: Ví dụ 1: (Bài 45, trang 123, Đại số & Giải tích 11 nâng cao) Cho dãy số (u n ) xác định bởi: un 1 1 2n 1 1 u1 2 và un n 2. Chứng minh rằng un 2 2n 1 Với mọi số nguyên dương n. Ý tưởng: Khi gặp dạng bài chắc hẳn nhiều bạn sẽ nghĩ ngay đến việc chứng minh bằng phương pháp quy nạp. Nhưng làm như thế thì chẳng có gì thú vị, vậy tại sao chúng ta không thử đi tìm một cách giải khác cho bài toán này! Ta nhận thấy đề bài cho một công thức truy hồi xác định dãy (u n ) và cho số hạng đầu tiên u1 2 nên ý tưởng của chúng ta sẽ là tìm cách đưa (u n ) về một CSC hoặc CSN để dễ dàng liên hệ với u1 đã cho. Giải: Ta viết lại (u n ) : 2u n un 1 1từ đó ta sẽ tìm cách đưa về CSN. Nhưng một rắc rối nhỏ là ở vế phải của công thức truy hồi có số 1. Bây giờ nếu đặt u n v n d và thay vào dãy ta được: 2(v n d) vn 1 d 1.Từ đó nếu 2d d 1 d 1 thì (vn ) sẽ là một CSN với công bội 1 1 1 2n 1 1 q vn v1. Mà v 1 u 1 a v1 1 un vn d 1 . 2 2n 1 2n 1 2n 1 Đến đây bài toán coi như được chứng minh xong! Nhận xét: Bài toán trên rất đơn giản và điển hình cho dạng bài tìm CTTQ của dãy số. Thông thương chúng ta có thể dễ dàng giải nó bằng phương pháp quy nạp. Nhưng nếu không cho trước CTTQ của dãy số thì phương pháp quy nạp gần như vô hiệu và cần có phương pháp cho nhưng trường hợp như thế. Trong tập tài liệu này tôi và các bạn sẽ cùng nhau đi tìm CTTQ của dãy số. Tiếp theo ta sẽ xét một số ví dụ khác sau đây. Ví dụ 2: Tìm CTTQ của dãy (u n ) được xác định: u1 2, un 2un 1 n 2 n 2. 5 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 6. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Ý tưởng: Tiếp tục ý tưởng như ví dụ 1, tuy nhiên ta thấy ở trong công thức truy hồi đã cho xuất hiện một đa thức theo n là n 2 nên cách làm của chúng ta sẽ hơi khác một chút. Giải: Giả sử: u n vn an b (2). Thay vào dãy đã cho ta được: vn an b 2( v n 1 a( n 1) b) n 1,chọn a, b sao cho an b 2 a( n 1) 2 b n 1 a( n 2) b n 1 0 ( v )là một CSN và n a 1 vn 2n 1 v1. Thay n 1, 2 . Tiếp tục thay a, b vào (2) suy ra: v1 u1 1 1 4 b 1 vn 2n 1 v1 2n 1 un 2n 1 n 1. Ví dụ 3: u1 1 Cho dãy số (un ) : n 2. Tìm CTTQ của (un ). un 3un 1 2n Giải: Giả sử: u n vn q 2n (3). Thay vào dãy số đã cho ta được: v n q 2n 3(v n 1 q 2n 1 ) 2n vn 3n 1v 1 q 2. q 2n 3q 2n 1 2n Thay vào (3) suy ra: v1 u1 21 1 vn 3n 1 un 2n 3n 1. Nhận xét: Từ ba ví dụ trên, chúngta có thể phát biểu bài toán tổng quát sau: (cách giải tổng quát sẽ nói tới trong phần Phương trình sai phân tuyến tính) Bài toán tổng quát 1: u1 c Cho dãy (u n ) được xác định bởi n 2. aun bun 1 f ( n) Trong đó a, b, c là các hằng số và f (n) là một đa thức theo n. Tìm CTTQ của dãy (un ). 6 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 7. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Các bạn có thể tự tổng quát bài toán trên dưới dạng công thức, với một chút kiên nhẫn biến đổi tôi cũng tìm được hai CTTQ sau đây, ngoài ra các bạn hãy tự mình tổng quát những công thức phức tạp hơn. Công thức tổng quát 1: u1 x1 Cho dãy (u n ) được xác định: n 2 un qu n 1 d Trong đó a, b 0 là các hằng số, có CTTQ là: x 1 ( n 1)d (khi q 1) un n 1 qn 1 1 q x1 d (khi q 1) q 1 Công thức tổng quát 2: u1 x1 Cho dãy (u n ) được xác định: n 1 n 2 un au n 1 b Trong đó a, b 0, , là các hằng số. n 1 n 1 i. Nếu a thì un b( n 1) x1 . b b ii. Nếu a thì un an 1 x1 n . a a Thế là bắt đầu hình thành phương pháp rồi đấy nhỉ! Chúng ta tiếp tục bằng một bài toán rất nổi tiếng sau đấy: Một đôi thỏ con (gồm một thỏ đực và một thỏ cái) kể từ lúc tròn hai tháng tuổi cứ mỗi tháng đẻ ra một đôi thỏ con (gồm một thỏ đực và một thỏ cái). Giả sử từ lúc đầu tháng giêng có một đôi thỏ sơ sinh., hỏi đến đầu tháng n có bao nhiêu đôi thỏ. Bài toán Fibonacci, trích cuốn Liber Abaci (sách về toán đố). Ý tưởng: Đây là một bài toán đố đơn thuần, để tiện cho việc giải toán, ta sẽ tìm cách viết lại đề bài. Gọi Fn là số đôi thỏ sau n tháng. Thì F1 1, F2 1. Ta dễ thấy đến tháng ba, đôi thỏ ở tháng giêng đẻ còn đôi thỏ sinh ra ở tháng hai mới 1 tháng tuổi nên chưa đẻ nên có F3 2 1 3 đôi thỏ, đến tháng thứ tư thì đôi thỏ ở tháng giêng và tháng hai đẻ nên có F4 3 2 5 đôi thỏ. Cứ tiếp tục suy diễn như vậy ta suy ra: Fn Fn 1 Fn 2. 7 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 8. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Đề bài được viết lại như sau: Ví dụ 4: (dãy Fibonacci) Dãy ( Fn ) được xác định F1 1, F2 1 và Fn Fn 1 Fn 2 n 3. Tìm CTTQ của ( Fn ). Ý tưởng: Không như những bài toán đã gặp ở trên, bài toán này chúng ta gặp một công thức truy hồi liên quan tới 3 số hạng của dãy. Ý tưởng của chúng ta bây giờ sẽ là tìm cách biến đổi công thức truy hồi đó về dạng đơn giản hơn chỉ liên quan tới 2 số hạng của dãy. Giải: n 2 1 2 1 Giải sử: Fn 1 Fn 1 2 ( Fn 1 1 Fn 2 ) 2 ( F2 1F ) 1 1 2 1 2 Suy ra 1 , 2 là nghiệm của phương trình: 1 0 , giải PT ta được hai nghiệm 1 5 1 5 1 5 1,2 . Chọn 1 , 2 . 2 2 2 n 2 n 2 1 5 1 5 1 5 1 5 1 5 Fn Fn 1 . F2 F1 . 2 2 2 2 2 n 1 1 5 1 5 Fn Fn 1 . 2 2 Áp dụng kết quả công thức tổng quát 2 ta suy ra: n n 1 1 5 1 5 Fn . 5 2 2 Chú ý: Bài toán trên được Leonardo Pisano (khoảng 1170-1250) hay còn gọi là Fibonacci phát biểu lần đầu tiên ttrong một cuốn sách của mình tên là Liber Abaci dưới dạng một bài toán đố. Dãy Fibonacci là một dãy số có rất nhiên ứng dụng trong toán học, kinh tế, sinh học, hội họa,… Có rất nhiều tính chất tuyệt đẹp của dãy Fibonacci nhưng trong khuôn khổ của tập tài liệu không thể nói đến được, hi vọng có thể cùng các bạn trao đổi về dãy Fibonacci trong một chuyên đề khác! Công thức chúng ta vừa tìm được còn có tên là công thức Binet do nhà toán học Pháp Binet (1786 – 1856) tìm ra đầu tiên. 8 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 9. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Từ cách làm ở ví dụ 4, ta rút ra được bài toán tổng quát sau: Bài toán tổng quát 2: u1 x1 , u2 x2 Cho dãy (u n ) được xác định bởi n 3. un au n 1 bu n 2 0 2 Trong đó a, b, x1, x2 là các hằng số và a 4b 0 . Tìm CTTQ của dãy (un ). Giải: (tổng quát) 2 Giải phương trình đặc trưng: a b 0. từ đó tìm được 1 , 2, khi đó: n 1 un u 1 n 1 2 (un 1 u 1 n 2 ) ... 2 ( u2 1 1 u) n 1 un u 1 n 1 ( x2 x) 1 1 2 Áp dụng Công thức tổng quát 2: n 2 n 1 a a a a Nếu 1 2 thì: un x2 x1 (n 1) x1 2 2 2 2 n 2 n 2 a a a a x2 x1 ( n 1) x1 k ( n 1)l 2 2 2 2 x1a l Trong đó k , l là nghiệm của hệ phương trình: 2 k l x2 (sửa) Ví dụ 5: u1 1, u2 3 Cho dãy (u n ) được xác định: un 5un 1 6un 2 2n2 2n 1 n 2 Tìm CTTQ của (u n ) . Giải: Giải sử: un vn an 2 bn c , cần chọn a, b, c sao cho: 2n 2 2n 1 (an 2 bn c ) 5(a (n 1) 2 b (n 1) c ) 6(a (n 2) 2 b (n 2) c ) (5.1) v n 1 5v n 6v n 1 0 (5.2) 9 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 10. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Thay lần lượt n 0,1,2 vào (5.1) ta có hệ: 19a 7b 2c 1 a 1 7 a 5b 2c 5 b 8 a 3b 2c 11 c 19 Đến đây ta giải tiếp (5.2) từ đó có thế suy ra (u n ), công việc này xin được dành bạn đọc. Ví dụ 6: un * Tìm CTTQ của (u n ) biết: u1 1, un n . un 2 Giải: un 1 un 2 2 Ta có: un 1 . un 2 un un un 1 v1 1 Đặt: v n un vn 1 2v n 1 1 vn 2n 1 un . 2n 1 Nhận xét: Đây là dạng bài toán tìm CTTQ của dãy số cho bởi một công thức truy hồi dạng phân tuyến tính với các hệ số hằng. Chúng ta có thể dễ dàng tổng quát bài toán trên dưới dạng sau đây: Bài toán tổng quát 3: pun 1 q * Cho dãy (u n ) được xác định bởi: u1 , un n . run 1 s Trong đó , p, q, r, s là các hằng số. Tìm CTTQ của dãy (un ). Giải: (tổng quát) p vn 1 t q p rt vn 1 rt 2 ( p s) t q Đặt: un vn t vn t vn . r vn 1 t s rvn 1 rt s 2 1 1 Ta chọn: rt ( p s )t q 0 khi đó: . Từ đó tìm được CTTQ của (vn ) rồi vn vn 1 suy ra (u n ). 10 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 11. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Chúng ta tiếp tục xét một ví dụ sau là dạng bài xác định CTTQ của dãy số khi biết công thức truy hồi có căn thức Ví dụ 7: Cho dãy (u n ) được xác định: u1 2, un 1 2 un 3u2 n 2 . Tìm CTTQ của (u n ) . Ý tưởng: Ta thấy trong công thức truy hồi có căn thức nên việc đầu tiên của chúng ta làm sẽ là khai triển căn thức, từ đó sẽ tìm cách đưa dãy về dạng đơn giản hơn. Giải: 2 2 2 2 Viết lại công thức truy hồi: un 1 2un 3un 2 un 1 4un 1un un 2 0 . Thay n 2 2 2 2 bằng n 1 ta đươc: un 4unun 1 un 1 2 un 1 4un 1un un 2 0. 2 2 Từ đó suy ra: un 1 và un 1 là nghiệm của phương trình: x 4 xun un 2 0 un 1 un 1 4 un . Từ đây ta đã đưa được về dạng quen thuộc, các bạn hãy giúp tôi hoàn thành nốt bài toán này! Ví dụ 8: u1 1, v 1 1 Cho 2 dãy số (u n ), (v n ) : u n 1 4u n 2v n vn 1 un v n Tìm CTTQ của (u n ) và (v n ). Giải: Thay n bằng n 1ta được: un 4u n 1 2v n 1 un 1 4u n 2v n 4u n 2(u n 1 v n 1) 4u n 2u n 1 2v n 1 vn un 1 vn 1 4u n 2u n 1 un 4u n 1 5u n 6u n 1. u 1 1, u 2 2 Từ đó ta có hệ un 2n 1 . Thay vào hệ đã cho, suy ra: un 1 5u n 6u n 1 n 1 n 1 vn 1 vn 2 vn 2 . 11 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 12. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Nhận xét: Đây là dạng bài toán xác định CTTQ dãy số cho bởi một hệ phương trình. Ta có thể tổng quát bài toán trên dưới dạng: Bài toán tổng quát 4: u1 , v1 Cho dãy (u n ), (v n ) được xác định bởi: u n 1 pu n qv n vn 1 ru n sv n Trong đó , , p, q, r, s là các hằng số. Tìm CTTQ của dãy (u n ), (v n ). Giải: (tổng quát) un pu n 1 qv n 1 Thay n bằng n 1 ta được hệ vn ru n 1 sv n 1 un 1 pu n qv n pu n q( ru n 1 sv n 1) pu n qru n 1 s (u n pu n 1 ) (p s )u n (qr ps )u n 1 un 1 (p s )u n ( ps qr )u n 1 0 Từ đây ta đưa được về dạng như Bài toán tổng quát 2. Ngoài việc tìm CTTQ của những bài toán cho trước, chúng ta cũng có thể tự tổng quát một số dạng dãy số khác. Chúng ta sẽ cùng nhau xét một ví dụ: xây dựng phương trình phi tuyến bậc cao từ nghiệm của một phương trình bậc 2. 2 Xét phương trình bậc 2: x mx 1 0 có nghiệm là x 1 và x 2 . Xét mộ số thực bất kì n n n 1 n 1 và dãy số u n x 12 2 2 x 2 . Khi đó u n 2 x 12 2 x2 2 un 1 2 2 2 un un 1 2 . Từ đây ta có bài toán: Ví dụ 9: 2 Cho dãy (u n ) xác định bởi: u 1 2, u n 1 2u n 1. Tìm CTTQ của (u n ). 12 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 13. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn 2 2 un 1 1 Giải: Ta thấy: u n 1 2u n 1 un 1 2. Trong trường hợp này . Lại có: 1 2 2 2 0 0 1 u0 x 12 2 x2 x1 x 2 2 m 4 x2 4x 1 0 2 1 2n 2n x 1,2 2 3 un 2 3 2 3 . 2 Chú ý: Trong phần nay chúng ta vừa cùng nhau tìm hiểu và nêu ý tưởng tìm CTTQ của một số dạng dãy số cơ bản. Tuy nhiên còn nhiều dạng dãy số khác, do khuôn khổ tài liệu có hạn không thể đề cập hết ở đây. Rất mong các bạn thông cảm và hãy tự mình tìm hiểu, khám phá những loại dãy số mới! Trong các phần tiếp theo, tôi sẽ giới thiệu một số bài toán mà trong quá trình giải có sử dụng kết quả của phần này. Nhưng trước tiên, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu một khái niệm rất thú vị sau! 13 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 14. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Phương trình sai phân tuyến tính Phương trình sai phân tuyến tính là một công cụ rất mạnh trong việc tìm CTTQ của dãy số. Trong phần này, tôi sẽ giới thiệu vơi các bạn khái quát về phương trình sai phân tuyến tính cấp một và cấp hai. 1. Phương trình sai phân tuyến tính cấp một (bậc nhất) Định nghĩa: Phương trình sai phân tuyến tính cấp một là phương trình sai phân dạng: * u1 , aun bun f (n) n1 . Trong đó a, b 0, là những hằng số và f (n) là biểu thức của n cho trước. Phương pháp giải: * * Giải phương trình đặc trưng a ˆ b 0 ta tìm được . Giải sử: un un un trong đó: un ˆ là nghiệm tổng quát của phương trình thuần nhất au n 1 bu n 0 và u n là nghiệm riêng tùy ý * n 1 của phương trình không thuần nhất au n 1 bu n f ( n) . Vậy un q ( q là hằng số sẽ xác ˆ định sau). Để xác định u n ta làm như sau: i. Nếu ˆ 1thì un là đa thức cùng bậc với f (n). ii. Nếu ˆ 1 (khi đó dãy (u n ) là CSC) thì u n n. g ( n) trong đó g ( n) là một đa thức cùng bậc với f ( n). ˆ ˆ Thay u n và phương trình, đồng nhất hệ số ta sẽ tính được các hệ số của u n . 2. Phương trình sai phân tuyến tính cấp hai Định nghĩa: Phương trình sai phân tuyến tính cấp hai là phương trình sai phân dạng: * u1 , u2 , aun 1 bun cun 1 f (n) n . Trong đó , , a, b, c là các hằng số khác, a 0 và f (n) là biểu thức của n cho trước. Phương pháp giải: 2 Giải phương trình đặc trưng a b c 0 ta tìm được . n i. Nếu 1 , 2 là hai nghiệm thực bằng nhau: 1 1 thì: u n A B.n trong đó A, B được xác định khi biết u1 , u 2 . 14 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 15. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn n n ii. Nếu 1 , 2 là hai nghiệm thực khác nhau thì: un A 1 B 2 trong đó A, B được xác định khi biết u1 , u 2 . iii. Nếu là hai nghiệm phức, giả sử: x iy thì: r (cos i sin ) và un r n A cos n B sin n , trong đó: y r x2 y 2 , tan , , và A, B được xác định khi biết 2 2 2 u1 , u 2 . Chú ý: Như các bạn đã thấy, nhiều suy luận trong phần đi tìm công thức tổng quát dãy số của chúng ta khá giống với tư tưởng của phương trình sai phân tuyến tính. Tuy nhiên, những suy luận đó rất tự nhiên, trong sáng và hoàn toàn không cần tới một công cụ cao cấp như phương trình sai phân tuyến tính phải không các bạn ! Phương trình sai phân tuyến tính hay một số công cụ khác (ví dụ: hàm sinh) là những khái niệm thuộc toán học cao cấp, có nhiều ứng dụng trong việc tìm CTTQ của dãy số. Nhưng để đảm bảo tính sơ cấp của tập tài liệu, những khái niệm đó không được đề cập tại đây, rất mong bạn đọc thông cảm! P/s: Nếu các bạn muốn tìm hiểu về những khái niệm nói trên có thể tham khảo trong một số tài liệu như: [1] Nguyễn Văn Mậu (chủ biên) - Chuyên đề chọn lọc dãy số và áp dụng, NXB Giáo Dục 2008. [2] Các diễn đàn: http://maths.vn, http://diendantoanhoc.net,... 15 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 16. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Sử dụng phép thế lượng giác để xác định CTTQ dãy số Nhiêu công thức truy hồi phức tạp trở thành đơn giản nhờ thực hiện phép thế lượng giác. Chúng ta hãy cùng nhau xét những ví dụ sau. Ví dụ 8: Hãy tìm cách biểu diễn 2 2 ... 2 dưới một dạng khác. Ý tưởng: Đây là một bài toán kinh điển trong lượng giác, nếu tinh mắt một chút ta có thể dễ dàng đưa nó về một bài toán dãy số, cách làm đó như sau: Đặt: u1 2, u2 2 2 ,..., un 2 2 ... 2 Từ đó suy ra: un 2 un 1 . Giải: Ta thấy: 2 u1 2 2cos u2 2 u1 u2 2 u1 2 1 cos 4cos 2 4 4 8 u2 2cos . 8 Từ đó suy ra: un 2cos (các bạn có thế dùng chứng minh quy nạp để kiểm tra lại). 2n 1 Tiếp tục ý tưởng dùng phép thế lượng giác, liên tưởng tới công thức To be continue… 16 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 17. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn 17 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 18. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Các bài toán dãy số chọn lọc Trong phần này tôi sẽ đưa ra một số bài toán dãy số mà trong quá trình giải có sử dụng kết quả của các phần trước. Ví dụ: (HSG Quốc gia 1997) Cho dãy số ( xn ) : x1 7, x2 50, xn 1 4 xn 5 xn 1 1975 n 2. Chứng minh rằng: x1996 1997. Giải: Ví dụ: (IMO 1967) Trong một cuộc thi đấu thể thao có m huy chương, được phát trong n ngày thi đấu. Ngày thứ 1 1 nhất phát một huy chương và số huy chương còn lại. Ngày thứ hai phát hai huy chương và 7 7 số huy chương còn lại. Những ngày còn lại được tiếp tục tương tự như vậy. Ngày sau cùng còn lại n huy chương để phát. Hỏi có tất cả bao nhiêu huy chương và được phát trong bao nhiêu ngày? Ý tưởng: Thoạt nhìn ta thấy đây chỉ là một bài toán đố đơn thuần, nhưng nếu “nhạy cảm” một chút ta có thể biến nó về một bài toán dãy số. Nếu gọi u k là số huy chương phát trong ngày thứ k thì: 1 1 1 6 1 6 u0 m , u1 1 (m 1), u 2 2 m 1 (m 1) 2 1 (m 1) 7 7 7 7 7 7 6 6 u2 u1 , bằng quy nạp ta chứng minh được: 7 7 6 k 6 6 uk 1 uk k uk k k 2. 7 7 7 7 Giải: n 1 6 Từ công thức truy hồi tìm được, ta suy ra: u n (m 36) 6 n 42 n 7 n 1 7 7n m 36 (7 n 42) (n 6) n 1 . Do (7,6) 1 và 6 6 6n 1 n 6 n 6 0 n 6 m 36. 18 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 19. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Vậy có 36 huy chương phát trong 6 ngày. To be continue… 19 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 20. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Bài tập đề nghị Bài viết đến đây là kết thúc, sau khi đọc bài viết này, các bạn hãy tự mình giải một số bài tập đề nghị sau đây. Bài 1: u1 u 2 1 2 Cho dãy (u n ) : un 1 2 . Tìm CTTQ (u n ). un n 2 un 2 Bài 2: (HSG Quốc gia bảng A - 1998) u0 20, u 1 100 Cho dãy số (u n ) : un 1 4u n 5u n 1 20 n 2 * Tìm số nguyên dương h bé nhất sao cho: u n h u n 1998 n . To be continue… 20 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger
  • 21. Đi tìm công thức tổng quát dãy số Trần Duy Sơn Tài liệu tham khảo [1] Nguyễn Văn Mậu (chủ biên) - Chuyên đề chọn lọc dãy số và áp dụng, NXB Giáo Dục 2008. [2] Nguyễn Tất Thu – Chuyên đề hội giảng: Một số phương pháp xác định công thức tổng quát của dãy số, 2008. [3] Một số chuyên đề từ Internet. 21 ______________________________________________________________________________ The love makes us stronger