Решение задач на бесконечно убывающую геометрическую прогрессию
Пример 1. Обратить периодическую дробь 0,454545...= 0,(45) в обыкновенную.
Решение. Представим исходную дробь в виде суммы:
(так как у нас есть сумма бесконечно убывающей геометрической прогрессии со знаменателем ).
Ответ:
Пример 2. Сумма бесконечно убывающей геометрической прогрессии , а сумма квадратов всех ее членов . Найти четвертый член прогрессии.
Решение. Прогрессия, у которой каждый член есть квадрат , то есть , имеет знаменатель , который равен квадрату знаменателя заданной прогрессии так как
Отсюда имеем систему уравнении
Разделив второе уравнение системы на первое, возведенное в квадрат, получим
Тогда
Ответ:
Пример 3. В равносторонний треугольник со стороной вписан посредством соединения середин его сторон новый треугольник; в этот треугольник тем же способом вписан новый треугольник и так далее до бесконечности. Найти сумму периметров всех этих треугольников и сумму их площадей.
Решение.
Изобразим на рисунке несколько треугольников, удовлетворяющих условию задачи (рис.1).
. Так как — средние линии, то их длины равны . Аналогично Таким образом, последовательность длин сторон вписанных треугольников образует бесконечно убывающую геометрическую прогрессию . Последовательность периметров будет получаться путем утроения, т. е. . Знаменатель такой прогрессии а сумма периметров может быть вычислена по формуле для суммы бесконечно убывающей геометрической прогрессии: . Площади полученных правильных треугольников также образуют бесконечно убывающую геометрическую прогрессию . поскольку
и т. д. Знаменатель такой прогрессии .
Отсюда сумма площадей
Ответ: