Bài 1. DÃY SỐ

1. Dãy số là gì?


+ Hàm số \(u\) xác định trên tập hợp các số nguyên dương \(\mathbb{N}^*\) được gọi là một dãy số vô hạn (hay gọi tắt là dãy số), nghĩa là

\[\begin{aligned}u\colon \mathbb{N^*} & \rightarrow \mathbb{R}\\ n & \mapsto u(n)=n^2. \end{aligned}\]

+ Hàm số \(u\) xác định trên tập hợp \(M=\{1 ; 2 ; 3 ; \ldots ; m\}\) thì được gọi là một dãy số hữu hạn. Dạng khai triển của dãy số này là \(u_{1}, u_{2}, \ldots, u_m\), trong đó \(u_{1}\) là số hạng đầu và \(u_{m}\) là số hạng cuối

+ Dãy số trên được kí hiệu là \(\left(u_n\right)\).

+ Dạng khai triển của dãy số \(\left(u_n\right)\) là: \(u_1 ; u_2 ; \ldots ; u_n ; \ldots\)


2. Cách xác định dãy số


Thông thường một dãy số có thể được cho bằng các cách sau:

+) Cách 1: Liệt kê các số hạng (với các dãy số hữu hạn).

+) Cách 2: Cho công thức của số hạng tổng quát \(u_n\).

+) Cách 3: Cho hệ thức truy hồi, nghĩa là

\(\quad\,\circ\quad\) Cho số hạng thứ nhất \(u_1\) (hoặc một vài số hạng đầu tiên);

\(\quad\,\circ\quad\) Cho một công thức tính \(u_n\) theo \(u_{n-1}\) (hoặc theo vài số hạng đứng ngay trước nó).

+) Cách 4: Cho bằng cách mô tả.


3. Dãy số tăng, dãy số giảm


Cho dãy số \(\left(u_n\right)\).

+ Dãy số \(\left(u_n\right)\) được gọi là dãy số tăng nếu \(u_{n+1}>u_n, \forall n \in \mathbb{N}^*\).

+ Dãy số \(\left(u_n\right)\) được gọi là dãy số giảm nếu \(u_{n+1} < u_n, \forall n \in \mathbb{N}^*\).


4. Dãy số bị chặn


+ Dãy số \(\left(u_n\right)\) được gọi là dãy số bị chặn trên nếu tồn tại một số \(M\) sao cho

\[u_n \leq M,\ \forall n \in \mathbb{N}^*.\]

+ Dãy số \(\left(u_n\right)\) được gọi là dãy số bị chặn dưới nếu tồn tại một số \(m\) sao cho

\[u_n \geq m,\ \forall n \in \mathbb{N}^*.\]

+ Dãy số \(\left(u_n\right)\) được gọi là dãy số bị chặn nếu nó vừa bị chặn trên vừa bị chặn dưới, nghĩa là tồn tại các số \(M\)\(m\) sao cho

\[m \leq u_n \leq M,\ \forall n \in \mathbb{N}^*.\]

Câu 1:

Cho các dãy số \(\left(a_n\right)\), \(\left(b_n\right)\), \(\left(c_n\right)\), \(\left(d_n\right)\) được xác định như sau:

a) \(a_1=0\); \(a_2=1\); \(a_3=2\); \(a_4=3\); \(a_5=4.\)

b) \(\begin{cases}c_1=1\\c_n=c_{n-1}+1\quad(n\geq 2).\end{cases}\)

c) \(b_n=2 n.\)

d) \(d_n\) là chu vi của đường tròn có bán kính \(n\).

Tìm bốn số hạng đầu tiên của các dãy số trên.

Số hạng đầu của các dãy số trên là

a) \(a_1=0.\)

b) \(c_1=1.\)

c) \(b_1=2\cdot 1=2.\)

d) \(d_1=2\pi\cdot1=2\pi.\)

}

Câu 2:

Hãy nêu cách xác định mỗi dãy số sau:

a) Dãy số \(1\), \(8\), \(27\), \(64\), \(125\), \(343\), \(512\), \(729\), \(1000\).

b) Dãy số \((u_n)\) được xác định bởi: Với mỗi số tự nhiên \(n\ge 1\), \(u_n\) là số thập phân hữu hạn có phần số nguyên là \(3\) và phần thập phân là \(n\) chữ số thập phân đầu tiên đứng sau dấu \lq\lq \({,}\)\rq\rq\ của số \(\pi\).

c) Dãy số \((u_n)\) với \(u_n = n^2 + n\).

d) Dãy số \((u_n)\) được xác định bởi \(u_1=1\)\(u_n = 2u_{n-1}\) với mọi \(n\ge 2\).

a) Dãy số xác định bởi cách liệt kê phần tử.

b) Dãy số xác định bởi cách diễn tả bằng lời.

c) Dãy số xác định bởi công thức của số hạng tổng quát.

d) Dãy số xác định bằng phương pháp truy hổi.

}

Câu 3:

Hàm số \(u(n) = 2n\) xác định trên tập hợp \(M=\{1;2;3;4;5\}\) là một dãy số hữu hạn. Tìm số hạng đầu, số hạng cuối và viết dãy số trên dưới dạng khai triển.

Số hạng đầu, số hạng cuối của dãy số lần lượt là \(u_1 = 2\), \(u_5=10\).

Dạng khai triển của dãy số đó là \(2\), \(4\), \(6\), \(8\), \(10\).

}

Câu 4:

Tìm \(u_2\), \(u_3\) và dự đoán công thức số hạng tổng quát \(u_n\) của dãy số:

\(\begin{cases}u_1=1 \\u_{n+1}=\frac{u_n}{1+u_n} \quad(n \geq 1).\end{cases}\)

Ta có \(u_2=\displaystyle\frac{1}{2}\); \(u_3=\displaystyle\frac{1}{3}\).

Dự đoán công thức số hạng tổng quát là \(u_n=\displaystyle\frac{1}{n}.\)

}

Câu 5:

Cho dãy số \(\left(u_n\right)\) với \(u_n=\displaystyle\frac{1}{1 \cdot 2}+\displaystyle\frac{1}{2 \cdot 3}+\cdots+\displaystyle\frac{1}{n(n+1)}\). Tìm \(u_1\), \(u_2\), \(u_3\) và dự đoán công thức số hạng tổng quát \(u_n\).

Ta có \(u_1=\displaystyle\frac{1}{2}\); \(u_2=\displaystyle\frac{2}{3}\); \(u_3=\displaystyle\frac{3}{4}\).

Dự đoán công thức số hạng tổng quát là \(u_n=1-\displaystyle\frac{1}{n+1}\).

}

Câu 6:

Cho dãy số \(\left(u_n\right)\) với \(u_n=\displaystyle\frac{n-1}{3 n+1}\).

a) Tìm ba số hạng đầu tiên.

b) Tính \(u_{50}\)\(u_{99}\).

a) Ba số hạng đầu tiên là: \(u_1=0\); \(u_2=\displaystyle\frac{1}{7}\); \(u_3=\displaystyle\frac{2}{10}=\displaystyle\frac{1}{5}\).

b) Ta có \(u_{50}=\displaystyle\frac{50-1}{3 \cdot 50+1}=\displaystyle\frac{49}{151}\); \(u_{99}=\displaystyle\frac{99-1}{3 \cdot 99+1}=\displaystyle\frac{98}{298}=\displaystyle\frac{49}{149}\).

}

Câu 7:

Cho dãy số \(\left(u_n\right)\) xác định bởi: \(\begin{cases}u_1=1, u_2=1\\u_n=u_{n-1}+u_{n-2} \;(n \geq 3).\end{cases}\)

Tính \(u_5\).

Ta có

+) \(u_3=u_2+u_1=1+1=2.\)

+) \(u_4=u_3+u_2=2+1=3.\)

+) \(u_5=u_4+u_3=3+2=5.\)

Vậy \(u_5=5\).

}

Câu 8:

Xét dãy số gồm tất cả các số nguyên tố theo thứ tự tăng dần. Viết năm số hạng đầu của dãy số đó.

Năm số hạng đầu của dãy số là: \(2,\ 3,\ 5, \ 7,\ 11\).

}

Câu 9:

Cho dãy số xác định bằng hệ thức truy hồi: \(u_1=1,\ u_n=3u_{n-1}+2 \), với \(n\geq 2\).

Viết ba số hạng đầu của dãy số này.

Ta có: \(u_1=1, u_2=3 u_1+2=3 \cdot 1+2=5, u_3=3 u_2+2=3 \cdot 5+2=17\).

}

Câu 10:

Viết năm số hạng đầu của mỗi dãy số có số hạng tổng quát \(u_n\) cho bởi công thức sau:

a) \(u_n = 2n^2 + 1\).

b) \(u_n = \displaystyle\frac{(-1)^n}{2n-1}\).

c) \(u_n = \displaystyle\frac{2^n}{n}\).

d) \(u_n = \left( 1+\displaystyle\frac{1}{n} \right)^n\).

a) Năm số hạng đầu của dãy số là

\(u_1 = 3;\ u_2 =9;\ u_3 = 19;\ u_4 = 33;\ u_5 = 51.\)

b) Năm số hạng đầu của dãy số là

\(u_1 = -1;\ u_2 =\displaystyle\frac{1}{3};\ u_3 = -\displaystyle\frac{1}{5};\ u_4 = \displaystyle\frac{1}{7};\ u_5 = -\displaystyle\frac{1}{9}.\)

c) Năm số hạng đầu của dãy số là

\(u_1 = 2;\ u_2 =2;\ u_3 = \displaystyle\frac{8}{3};\ u_4 = 4;\ u_5 = \displaystyle\frac{32}{5}.\)

d) Năm số hạng đầu của dãy số là

\(u_1 = 2;\ u_2 =\displaystyle\frac{9}{4};\ u_3 = \displaystyle\frac{64}{27};\ u_4 = \displaystyle\frac{625}{256};\ u_5 = \displaystyle\frac{7776}{3125}.\)

}

Câu 11:

Dãy số Fibonacci là dãy số \((u_n)\) được xác định bởi: \(u_1 = 1\), \(u_2 = 1\)\(u_n = u_{n-1} + u_{n-2}\) với mọi \(n\ge 3\). Viết mười số hạng đầu của dãy số \((u_n)\).

Ta có \(u_1 = u_2 = 1\).

Thay \(n=3\) vào công thức truy hồi của dãy số ta được \(u_3 = u_2 + u_1 = 1 + 1 = 2\).

Thay \(n=4\) vào công thức truy hồi của dãy số ta được \(u_4 = u_3 + u_2 = 2 + 1 = 3\).

Cứ như thế ta tìm được \(10\) số hạng đầu của dãy số \((u_n)\)\(1\), \(1\), \(2\), \(3\), \(5\), \(8\), \(13\), \(21\), \(34\), \(55\).

}

Câu 12:

Cho \((u_n)\) là dãy các số tự nhiên lẻ viết theo thứ tự tăng dần và \(u_1=1\).

a) Viết năm số hạng đầu của dãy \((u_n)\).

b) Dự đoán số hạng tổng quát và viết dạng khai triển của dãy số \((u_n)\).

a) Năm số hạng đầu của dãy số \((u_n)\)

\(u_1 = 1;\ u_2 =3;\ u_3 = 5;\ u_4 = 7;\ u_5 = 9.\)

b) Số hạng tổng quát của dãy số \((u_n)\) được dự đoán là \(u_n = 2n-1\) với \(n\in\mathbb{N}^*\).

Dạng khai triển của dãy số \((u_n)\)\(1\), \(3\), \(5\), \(\ldots\), \(2n-1\), \(\ldots\)

}

Câu 13:

Tìm năm số hạng đầu và số hạng thứ \(100\) của dãy số cho bởi công thức sau:

a) \(u_n=2n\);

b) \(u_n=\displaystyle\frac{(-1)^n}{n}\).

a) Năm số hạng đầu của dãy số là: \(2,\ 4, \ 6,\ 8,\ 10\).

Số hạng thứ \(100\) của dãy số là \(u_{100}=2.100=200\).

b) Năm số hạng đầu của dãy số là: \(-1,\ \displaystyle\frac{1}{2} ,\ -\displaystyle\frac{1}{3},\ \displaystyle\frac{1}{4},\ -\displaystyle\frac{1}{5}\).

Số hang thứ \(100\) của dãy số là \(u_{100}=\displaystyle\frac{(-1)^{100}}{100}=\displaystyle\frac{1}{100}\).

}

Câu 14:

Xác định số hạng đầu và số hạng tổng quát của mỗi dãy số sau:

a) Dãy số \(\left(u_n\right)\) các số tự nhiên lẻ: \(1,3,5,7 \ldots\)

b) Dãy số \(\left(v_n\right)\) các số nguyên dương chia hết cho \(5: 5,10,15,20, \ldots\)

a) Dãy \(\left(u_n\right)\) có số hạng đầu \(u_1=1\) và số hạng tổng quát \(u_n=2 n-1\).

b) Dãy \(\left(v_n\right)\) có số hạng đầu \(v_1=5\) và số hạng tổng quát \(v_n=5 n\).

}

Câu 15:

a) Viết năm số hạng đầu của dãy số \((u_n)\) với số hạng tổng quát \(u_n=n!\).

b) Viết năm số hạng đầu của dãy số Fibonacci \((F_n)\) cho bởi hệ thức truy hồi

\(\begin{cases}F_1=1, F_2=1\\ F_n=F_{n-1}+F_{n-2},\, (n\geq 3).\end{cases}\)

a) Năm số hạng đầu của dãy số \((u_n)\) với số hạng tổng quát \(u_n=n!\)\(u_1=1!=1;\,u_2=2!=2;\,u_3=3!=6;\,u_4=4!=24;\,u_5=5!=120.\)

b) Năm số hạng đầu của dãy số Fibonacci \((F_n)\) cho bởi hệ thức truy hồi \(\begin{cases}F_1=1, F_2=1\\ F_n=F_{n-1}+F_{n-2},\, (n\geq 3)\end{cases}\)

\(F_1=1;\,F_2=2;\,F_3=1+1=2;\,F_4=1+2=3;\,F_5=2+3=5.\)

}

Câu 16:

Dãy số \((u_n)\) cho bởi hệ thức truy hồi \(u_1=1,\) \( u_n=n \cdot u_{n-1}\), với \(n \geq 2\).

a) Viết năm số hạng đầu của dãy số.

b) Dự đoán công thức số hạng tổng quát \(u_n\).

a) Năm số hạng đầu của dãy số là

\(u_2=2\cdot u_1=2\cdot 1=2;\) \(u_3=3\cdot u_2=3\cdot 2=6;\) \(u_4=4\cdot u_3=4\cdot 6=24;\) \(u_5=5\cdot u_4=5\cdot 24=120;\)

\(u_6=6\cdot u_5=6\cdot 120=720.\)

b) Số hạng tổng quát của dãy là \(u_n=n!\).

}

Câu 17:

Viết năm số hạng đầu và số hạng thứ 100 của các dãy số \((u_n)\) có số hạng tổng quát cho bởi:

a) \(u_n=3 n-2\);

b) \(u_n=3 \cdot 2^n\);

c) \(u_n=\left(1+\displaystyle\frac{1}{n}\right)^{n}\).

a) \(u_1=3\cdot 1-2=1;\) \(u_2=3\cdot 2-2=4;\) \(u_3=3\cdot 3-2=7;\) \(u_4=3\cdot 4-2=10;\) \(u_5=3\cdot 5-2=13;\) \(u_{100}=3\cdot 100-2=298.\)

b) \(u_1=3 \cdot 2^1=6;\) \(u_2=3 \cdot 2^2=12;\) \(u_3=3 \cdot 2^3=24;\) \(u_4=3 \cdot 2^4=48;\) \(u_5=3 \cdot 2^5=96;\) \(u_{100}=3 \cdot 2^{100}.\)

c) \(u_1=\left(1+\displaystyle\frac{1}{1}\right)^{1}=2\); \(u_2=\left(1+\displaystyle\frac{1}{2}\right)^{2}=\displaystyle\frac{9}{4}\); \(u_3=\left(1+\displaystyle\frac{1}{3}\right)^{3}=\displaystyle\frac{64}{27}\); \(u_4=\left(1+\displaystyle\frac{1}{4}\right)^{4}=\displaystyle\frac{625}{256}\); \(u_5=\left(1+\displaystyle\frac{1}{5}\right)^{5}=\displaystyle\frac{1296}{625}\); \(u_{100}=\left(1+\displaystyle\frac{1}{100}\right)^{100}\).

}

Câu 18:

Cho dãy số: \(\begin{aligned}u: \mathbb{N}^* & \rightarrow \mathbb{R} \\n & \mapsto u_n=n^3.\end{aligned}\)

a) Hãy cho biết dãy số trên là hữu hạn hay vô hạn.

b) Viết năm số hạng đầu tiên của dãy số đã cho.

a) Dãy số trên là dãy hữu hạn.

b) Năm số hạng đầu lần lượt là: \(u_{1}=1\); \(u_{2}=8\); \(u_{3}=27\); \(u_{4}=64\); \(u_{5}=125\).

}

Câu 19:

Cho \(5\) hình tròn theo thứ tự có bán kính \(1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5\).

a) Viết dãy số chỉ diện tích của 5 hình tròn này.

b) Tìm số hạng đầu và số hạng cuối của dãy số trên.

a) Dãy số chỉ diện tích của \(5\) hình tròn trên là \(\pi\); \(4\pi\); \(9\pi\); \(16\pi\); \(25\pi\).

b) Số hạng đầu \(u_{1}=\pi\) ; số hạng cuối \(u_{5}=25\pi\).

}

Câu 20:

Xét dãy số hữu hạn gồm các số tự nhiên lẻ nhỏ hơn \(20\), sắp xếp theo thứ tự từ bé đến lớn.

a) Liệt kê tất cả các số hạng của dãy số hữu hạn này.

b) Tìm số hạng đầu và số hạng cuối của dãy số đó.

a) Các số hạng của dãy số là: \(1,3,5,7,9,11,13,15,17,19\).

b) Số hạng đầu của dãy số này là \(1\) và số hạng cuối của dãy số là \(19\).

}

Câu 21:

Trong các dãy số \((u_n)\) sau, dãy số nào bị chặn dưới, bị chặn trên, bị chặn?

a) \(u_n=n-1\);

b) \(u_n=\displaystyle\frac{n+1}{n+2}\);

c) \(u_n=\sin n\);

d) \(u_n=(-1)^{n-1} n^2\).

a) Dãy số \(u_n=n-1\) bị chặn dưới, vì \(u_{n}\ge 0,\, \forall n \in \mathbb{N}^{*}\).

b) Dãy số \(u_n=\displaystyle\frac{n+1}{n+2}\) bị chặn trên, vì \(u_n=1-\displaystyle\frac{1}{n+2}<1,\, \forall n \in \mathbb{N}^{*}\).

Dãy số \(\left(u_{n}\right)\) cũng bị chặn dưới, vì \(u_n=\displaystyle\frac{n+1}{n+2} \geq \displaystyle\frac{2}{3},\, \forall n \in \mathbb{N}^{*}\).

Vậy dãy số \(\left(u_{n}\right)\) bị chặn.

c) Dãy số \(u_n=\sin n\) bị chặn trên, bị chặn dưới, vì \(-1\le \sin n \le1,\, \forall n \in \mathbb{N}^{*}\).

Vậy dãy số \(\left(u_{n}\right)\) bị chặn.

d) Bốn số hạng đầu của dãy số là \\\(u_2=(-1)^1\cdot 2^2=-4;\) \(u_3=(-1)^2\cdot 3^2=9;\) \(u_4=(-1)^3 \cdot 4^2=-16;\) \(u_5=(-1)^4\cdot 5^2=25;\) \(\cdots\)

Vậy dãy số không bị chặn.

}

Câu 22:

Viết số hạng tổng quát của dãy số tăng gồm tất cả các số nguyên dương mà mỗi số hạng của nó:

a) Đều chia hết cho \(3\);

b) Khi chia cho \(4\)\(1\).

a) \(u_n=3k\);

b) \(u_n=4k+1\).

}

Câu 23:

Xét tính tăng, giảm của dãy số \(\left(u_{n}\right)\), với \(u_{n}=-2 n+5\).

Ta có

\(u_{n+1}-u_{n}=[-2(n+1)+5]-(-2 n+5)=(-2 n+3)+2 n-5=-2 < 0,\) tức là \(u_{n+1}.

Vậy \(\left(u_{n}\right)\) là dãy số giảm.

}

Câu 24:

Xét tính bị chặn của dãy số \(\left(u_{n}\right)\), với \(u_{n}=\displaystyle\frac{n-1}{n}\).

Dãy số \(\left(u_{n}\right)\) bị chặn trên, vì \(u_{n}=\displaystyle\frac{n-1}{n}=1-\displaystyle\frac{1}{n}<1,\, \forall n \in \mathbb{N}^{*}\).

Dãy số \(\left(u_{n}\right)\) cũng bị chặn dưới, vì \(u_{n}=\displaystyle\frac{n-1}{n} \geq 0,\, \forall n \in \mathbb{N}^{*}\).

Vậy dãy số \(\left(u_{n}\right)\) bị chặn.

}

Câu 25:

Xét tính tăng, giảm của dãy số \((u_n)\), biết:

a) \(u_n=2 n-1\);

b) \(u_n=-3 n+2\);

c) \(u_n=\displaystyle\frac{(-1)^{n-1}}{2^n}\).

a) Ta có

\(u_{n+1}-u_{n}=[2(n+1)-1]-(2 n-1)=2>0,\) tức là \(u_{n+1}>u_{n},\, \forall n \in \mathbb{N}^{*}\).

Vậy \(\left(u_{n}\right)\) là dãy số tăng.

b) Ta có

\(u_{n+1}-u_{n}=[-3(n+1)+2]-(-3 n+2)=-3<0,\) tức là \(u_{n+1}. Vậy \(\left(u_{n}\right)\) là dãy số giảm.

c) Bốn số hạng đầu của dãy số là

\(u_2=\displaystyle\frac{(-1)^{1}}{2^1}=-\displaystyle\frac{1}{2};\) \(u_3=\displaystyle\frac{(-1)^{2}}{2^2}=\displaystyle\frac{1}{4};\) \(u_4=\displaystyle\frac{(-1)^{3}}{2^4}=-\displaystyle\frac{1}{16};\) \(u_5=\displaystyle\frac{(-1)^{4}}{2^5}=\displaystyle\frac{1}{32};\) \(\cdots\)

Vậy dãy số không tăng, không giảm.

}

Câu 26:

Cho dãy số thực dương \((u_n)\). Chứng minh rằng dãy số \((u_n)\) là dãy số tăng khi và chỉ khi \(\displaystyle\frac{u_{n+1}}{u_n} > 1\) với mọi \(n\in\mathbb{N}^*\).

Do dãy số \((u_n)\) là dãy số thực dương nên \(u_n > 0\) với mọi \(n\in\mathbb{N}^*\).

Suy ra với mọi \(n\in\mathbb{N}^*\), ta có \(u_{n+1} > u_n \Leftrightarrow \displaystyle\frac{u_{n+1}}{u_n} > 1\).

Vậy dãy số \((u_n)\) là dãy số tăng khi và chỉ khi \(\displaystyle\frac{u_{n+1}}{u_n} > 1\) với mọi \(n\in\mathbb{N}^*\).

}

Câu 27:

Xét tính tăng, giảm của mỗi dãy số \((u_n)\), biết

a) \(u_n = \displaystyle\frac{n-3}{n+2}\);

b) \(u_n = \displaystyle\frac{3^n}{2^n\cdot n!}\);

c) \(u_n = (-1)^n \cdot (2^n + 1)\).

a) Ta có

\(u_{n+1} - u_n = \displaystyle\frac{n-2}{n+3} - \displaystyle\frac{n-3}{n+2} = \displaystyle\frac{5}{(n+2)(n+3)} > 0,\ \forall n\in\mathbb{N}^*\)

hay \(u_{n+1} > u_n,\ \forall n\in\mathbb{N}^*\).

Suy ra dãy số \((u_n)\) là dãy số tăng.

b) Ta có

\(u_{n+1} - u_n = \displaystyle\frac{3^{n+1}}{2^{n+1}\cdot (n+1)!} - \displaystyle\frac{3^n}{2^n\cdot n!} = \displaystyle\frac{3^n}{2^{n+1}\cdot (n+1)!} \left[ 3 - 2(n+1) \right] = \displaystyle\frac{3^n(1-2n)}{2^{n+1}\cdot (n+1)!} <0,\ \forall n\in\mathbb{N}^*\)

hay \(u_{n+1} < u_n,\ \forall n\in\mathbb{N}^*\).

Suy ra dãy số \((u_n)\) là dãy số giảm.

c) Ta có dạng khai triển của dãy số \(u_n\)\(-3\), \(5\), \(-9\), \(17\), \(\ldots\) nên dãy số \((u_n)\) không là dãy số tăng, không là dãy số giảm.

}

Câu 28:

Trong các dãy số \((u_n)\) được xác định như sau, dãy số nào bị chặn dưới, bị chặn trên, bị chặn?

a) \(u_n = n^2 + 2\);

b) \(u_n = -2n + 1\);

c) \(u_n = \displaystyle\frac{1}{n^2+n}\).

a) Với mọi \(n\in\mathbb{N}^*\), ta có \(u_n = n^2 + 2 \ge 1^2 + 2 > 2\).

Vậy dãy số \((u_n)\) là dãy số bị chặn dưới.

b) Với mọi \(n\in\mathbb{N}^*\), ta có \(u_n = -2n+1 \le -2\cdot 1 + 1 < 0\).

Vậy dãy số \((u_n)\) là dãy số bị chặn trên.

c) Với mọi \(n\in\mathbb{N}^*\), ta có \(n^2 + n \ge 1^2 + 1 > 1 > 0\) nên \(0 < \displaystyle\frac{1}{n^2+n} < 1\).

Vậy dãy số \((u_n)\) là dãy số bị chặn.

}

Câu 29:

Chứng minh rằng dãy số \((u_n)\) với \(u_n = \displaystyle\frac{2n+5}{n+1}\) là bị chặn.

Ta có \(u_n = \displaystyle\frac{2n+5}{n+1} = 2 + \displaystyle\frac{3}{n+1}\), \(\forall n\in\mathbb{N}^*\).

Do \(0 < \displaystyle\frac{3}{n+1} \le\displaystyle\frac{3}{2}\), \(\forall n\in\mathbb{N}^*\) nên \(2 < 2 + \displaystyle\frac{3}{n+1} \le\displaystyle\frac{7}{2}\) hay \(2 < u_n \le \displaystyle\frac{7}{2}\), \(\forall n\in\mathbb{N}^*\).

Vậy dãy số \((u_n)\) là dãy số bị chặn.

}

Câu 30:

Chứng minh rằng dãy số \((u_n)\) với \(u_n = 3n-2\) là một dãy số tăng.

Với mọi \(n\in \mathbb{N}^*\), ta có \(u_{n+1} = 3(n+1) - 2= 3n + 1 > 3n - 2 = u_n\).

Vậy dãy số \((u_n)\) là dãy số tăng.

}

Câu 31:

Chứng minh rằng dãy số \((u_n)\) với \(u_n = 3n-2\) là một dãy số tăng.

Với mọi \(n\in \mathbb{N}^*\), ta có \(u_{n+1} = 3(n+1) - 2= 3n + 1 > 3n - 2 = u_n\).

Vậy dãy số \((u_n)\) là dãy số tăng.

}

Câu 32:

Xét tính bị chặn của các dãy số sau

a) \(\left(a_n\right)\) với \(a_n=\sin ^2 \displaystyle\frac{n \pi}{3}+\cos \displaystyle\frac{n \pi}{4}\);

b) \(\left(u_n\right)\) với \(u_n=\displaystyle\frac{6 n-4}{n+2}\).

a) Ta có \(\begin{cases}0 \leq \sin ^2 \displaystyle\frac{n \pi}{3} \leq 1\\ -1 \leq \cos \displaystyle\frac{n \pi}{4} \leq 1\end{cases},\;\forall n \in \mathbb{N}^*\)

nên \(-1 \leq \sin ^2 \displaystyle\frac{n \pi}{3}+\cos \displaystyle\frac{n \pi}{4} \leq 2,\forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy \(\left(a_n\right)\) là dãy bị chặn.

b) Ta có \(u_n=\displaystyle\frac{6 n-4}{n+2}=6-\displaystyle\frac{16}{n+2}\).

\(\displaystyle\frac{16}{n+2}>0,\,\forall n\in\mathbb{N}^*\) nên \(u_n<6\). Suy ra dãy số \(\left(u_n\right)\) bị chặn trên.

\(\displaystyle\frac{16}{n+2}\leq \displaystyle\frac{16}{3},\,\forall n\in\mathbb{N}^*\) nên \(u_n\geq \displaystyle\frac{2}{3}\). Suy ra dãy số \(\left(u_n\right)\) bị chặn dưới.

Vậy \(\left(u_n\right)\) là dãy bị chặn.

}

Câu 33:

Xét tính tăng, giảm của dãy số \(\left(y_n\right)\) với \(y_n=\sqrt{n+1}-\sqrt{n}\).

Ta nhận thấy các số hạng của dãy \(\left(y_n\right)\) đều là số dương. Ta lập hiệu của hai số hạng liên tiếp của dãy:

Ta có

\begin{eqnarray*}y_{n+1}-y_n&=&\left(\sqrt{n+2}-\sqrt{n+1}\right)-\left(\sqrt{n+1}-\sqrt{n}\right)\\&=&\displaystyle\frac{1}{\sqrt{n+2}+\sqrt{n+1}}-\displaystyle\frac{1}{\sqrt{n+1}+\sqrt{n}}<0,\forall n \in \mathbb{N}^*.\end{eqnarray*}

\(\begin{cases}\sqrt{n+2}\geq \sqrt{n+1}\\ \sqrt{n+1}\geq \sqrt{n}\end{cases}\) \(;\forall n \in \mathbb{N}^*\)nên \(y_{n+1}-y_n < 0\).

Suy ra, \(\left(y_n\right)\) là dãy giảm.

}

Câu 34:

Xét tính bị chặn của dãy số \(\left(u_n\right)\) với \(u_n=\displaystyle\frac{1}{2^n}\).

Ta có \( u_n=\displaystyle\frac{1}{2^n} \leq \displaystyle\frac{1}{2},\ \forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy \(\left(u_n\right)\) bị chặn trên.

Ta có \(u_n=\displaystyle\frac{1}{2^n}>0,\ \forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy \(\left(u_n\right)\) bị chặn dưới.

Ta thấy dãy số \(\left(u_n\right)\) bị chặn trên và bị chặn dưới, suy ra dãy số \(\left(u_n\right)\) bị chặn.

}

Câu 35:

Xét tính bị chặn của các dãy số sau

a) \(\left(a_n\right)\) với \(a_n=\cos \displaystyle\frac{\pi}{n}\);

b) \(\left(b_n\right)\) với \(b_n=\displaystyle\frac{n}{n+1}\).

a) Ta có \(a_n=\cos \displaystyle\frac{\pi}{n}\leq 1,\forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy \(\left(a_n\right)\) bị chặn trên bởi \(1\).

Ta có \(a_n=\cos \displaystyle\frac{\pi}{n}\geq{-1},\forall n \in \mathbb{N}^* \).

Vậy \(\left(a_n\right)\) bị chặn dưới bởi \(-1\).

Ta thấy dãy số \(\left(a_n\right)\) bị chặn trên và bị chặn dưới, suy ra dãy số \(\left(a_n\right)\) bị chặn.

b) Ta có \(b_n=\displaystyle\frac{n}{n+1}\geq \displaystyle\frac{1}{2},\forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy \(\left(b_n\right)\) bị chặn dưới bởi \(\displaystyle\frac{1}{2}\).

Ta có \(b_n=\displaystyle\frac{n}{n+1}\leq 1, \forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy \(\left(b_n\right)\) bị chặn trên bởi \(1\).

Ta thấy dãy số \(\left(b_n\right)\) bị chặn trên và bị chặn dưới, suy ra dãy số \(\left(b_n\right)\) bị chặn.

}

Câu 36:

Xét tính tăng, giảm của các dãy số sau

a) \(\left(u_n\right)\) với \(u_n=\displaystyle\frac{2 n-1}{n+1}\);

b) \(\left(x_n\right)\) với \(x_n=\displaystyle\frac{n+2}{4^n}\);

c) \(\left(t_n\right)\) với \(t_n=(-1)^n \cdot n^2\).

a) Ta nhận thấy các số hạng của dãy \(\left(a_n\right)\) đều là số dương. Ta lập tỉ số \(2\) số hạng liên tiếp của dãy:

\(\displaystyle\frac{u_{n+1}}{u_n}=\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{2(n+1)-1}{(n+1)-1}}{\displaystyle\frac{2n-1}{n+1}}=\displaystyle\frac{(2n+1)(n+1)}{n(2n-1)}=\displaystyle\frac{2n^2+3n+1}{2n^2-n}=1+\displaystyle\frac{4n+1}{2n^2-n}>1,\,\forall n \in \mathbb{N}^*.\)

Suy ra \(u_{n+1}>u_n, \forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy \(\left(u_n\right)\) là dãy số tăng.

b) Ta có \(x_{n+1}-x_n=\displaystyle\frac{n+3}{4^{n+1}}-\displaystyle\frac{n+2}{4^n}=\displaystyle\frac{-(3n+5)}{4^{n+1}}<0; \forall n \in \mathbb{N}^*\)

Suy ra \(x_{n+1} < x_n, \forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy \(\left(x_n\right)\) là dãy số giảm.

c) Ta có \(t_1=-1\); \(t_2=4\); \(t_3=-9\), suy ra \(t_1 < t_2\); \(t_2 > t_3\).

Vậy \(\left(t_n\right)\) không là dãy số tăng, cũng không là dãy số giảm.

}

Câu 37:

Xét tính tăng, giảm của các dãy số sau

a) \(\left(a_n\right)\) với \(a_n=\displaystyle\frac{1}{n};\)

b) \(\left(b_n\right)\) với \(b_n=n^2;\)

c) \(\left(c_n\right)\) với \(c_n=(-2)^n\).

a) Ta có \(a_{n+1}=\displaystyle\frac{1}{n+1}<\displaystyle\frac{1}{n}=a_n, \forall n \in \mathbb{N}^*\). Vậy \(\left(a_n\right)\) là dãy số giảm.

b) Ta có \(b_{n+1}=(n+1)^2>n^2=b_n, \forall n \in \mathbb{N}^*\). Vậy \(\left(b_n\right)\) là dãy số tăng.

c) Ta có \(c_1=-2\); \(c_2=4\); \(c_3=-8\), suy ra \(c_1; \(c_2>c_3\).

Vậy \(\left(c_n\right)\) không là dãy số tăng, cũng không là dãy số giảm.

}

Câu 38:

Xét tính tăng, giảm của các dãy số sau

a) \(\left(a_n\right)\) với \(a_n=\displaystyle\frac{n}{n+1}\);

b) \(\left(b_n\right)\) với \(b_n=n-n^2\).

a) Ta nhận thấy các số hạng của dãy \(\left(a_n\right)\) đều là số dương. Ta lập tỉ số hai số hạng liên tiếp của dãy:\\ \(\displaystyle\frac{a_{n+1}}{a_n}=\displaystyle\frac{\displaystyle\frac{n+1}{n+2}}{\displaystyle\frac{n}{n+1}}=\displaystyle\frac{(n+1)(n+1)}{n(n+2)}=\displaystyle\frac{n^2+2 n+1}{n^2+2 n}=1+\displaystyle\frac{1}{n^2+2 n}>1, \forall n \in \mathbb{N}^*\).

Suy ra \(a_{n+1}>a_n, \forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy \(\left(a_n\right)\) là dãy số tăng.

b) Ta có \(b_{n+1}-b_n=\left[n+1-(n+1)^2\right]-\left(n-n^2\right)=-n^2-n-n+n^2=-2 n<0, \forall n \in \mathbb{N}^*\).

Suy ra \(b_{n+1}.

Vậy \(\left(b_n\right)\) là dãy số giảm.

}

Câu 39:

Cho dãy số \(\left(u_n\right)\) với \(u_n=\displaystyle\frac{2 n-1}{n+1}\). Chứng minh \(\left(u_n\right)\) là dãy số tăng và bị chặn.

Ta có \(u_{n+1}-u_n=\displaystyle\frac{2(n+1)-1}{n+2}-\displaystyle\frac{2n-1}{n+1}=\displaystyle\frac{3}{(n+2)(n+1)}>0,\forall n \in \mathbb{N}^*\).

Suy ra, \(\left(u_n\right)\) là dãy tăng.

Ta có \(\displaystyle\frac{1}{2} \leq \displaystyle\frac{2 n-1}{n+1}\leq 2,\forall n \in \mathbb{N}^*\).

Suy ra, \(\left(u_n\right)\) là dãy bị chặn.

Vậy \(\left(u_n\right)\) là dãy tăng và bị chặn.

}

Câu 40:

Cho dãy số \(\left(u_n\right)\) với \(u_n=\displaystyle\frac{n a+2}{n+1}\). Tìm giá trị của \(a\) để

a) \(\left(u_n\right)\) là dãy số tăng;

b) \(\left(u_n\right)\) là dãy số giảm.

Ta có \(u_n=\displaystyle\frac{n a+2}{n+1}=a+\displaystyle\frac{2-a}{n+1} \Rightarrow u_{n+1}=a+\displaystyle\frac{2-a}{n+2} \Rightarrow u_{n+1}-u_n=\displaystyle\frac{a-2}{(n+1)(n+2)}\).

a) Để \(\left(u_n\right)\) là dãy số tăng thì \(u_{n+1}-u_n=\displaystyle\frac{a-2}{(n+1)(n+2)}>0 \Leftrightarrow a>2,\forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy với \(a>2\) thì \(\left(u_n\right)\) là dãy số tăng.

b) Để \(\left(u_n\right)\) là dãy số giảm thì \(u_{n+1}-u_n=\displaystyle\frac{a-2}{(n+1)(n+2)}<0 \Leftrightarrow a<2,\forall n \in \mathbb{N}^*\).

Vậy với \(a<2\) thì \(\left(u_n\right)\) là dãy số giảm.

}

Câu 41:

Một chồng cột gỗ được xếp thành các lớp, hai lớp liên tiếp hơn kém nhau \(1\) cột gỗ (Hình vẽ). Gọi \(u_n\) là số cột gỗ nằm ở lớp thứ \(n\) tính từ trên xuống và cho biết lớp trên cùng có \(14\) cột gỗ. Hãy xác định dãy số \(\left(u_n\right)\) bằng hai cách:

a) Viết công thức số hạng tổng quát \(u_n\).

b) Viết hệ thức truy hồi.

Image

a) Công thức số hạng tổng quát là \(u_n=13+n\).

b) Công thức truy hồi là \(\begin{cases}u_1=14\\ u_{n+1}=u_n+1.\end{cases}\)

}

Câu 42:

Một chồng cột gỗ được xếp thành các lớp, hai lớp liên tiếp hơn kém nhau \(1\) cột gỗ.

a) Gọi \(u_1=25\) là số cột gỗ có ở hàng dưới cùng của chồng cột gỗ, \(u_n\) là số cột gỗ có ở hàng thứ \(n\) tính từ dưới lên trên. Xét tính tăng, giảm của dãy số này.

b) Gọi \(v_1=14\) là số cột gỗ có ở hàng trên cùng của chồng cột gỗ, \(v_n\) là số cột gỗ có ở hàng thứ \(n\) tính từ trên xuống dưới. Xét tính tăng, giảm của dãy số này.

Image

a) \(\begin{cases}u_1=25\\u_{n+1}=u_n-1.\end{cases}\)

Suy ra, \(u_{n+1}-u_n=-1<0\). Vậy, \(\left(u_n\right)\) là dãy giảm.

b) \(\begin{cases}v_1=14\\v_{n+1}=v_n+1.\end{cases}\)

Suy ra, \(v_{n+1}-v_n=1>0\). Vậy, \(\left(v_n\right)\) là dãy tăng.

}

Câu 43:

Trên lưới ô vuông, mỗi ô cạnh \(1\) đơn vị, người ta vẽ \(8\) hình vuông và tô màu khác nhau như Hình vẽ . Tìm dãy số biểu diễn độ dài cạnh của \(8\) hình vuông đó từ nhỏ đến lớn. Có nhận xét gì về dãy số trên?

Image

Độ dài cạnh của \(8\) hình vuông theo thứ tự bé đến lớn lần lượt là \(1\); \(1\); \(2\); \(3\); \(5\); \(8\); \(13\); \(21\).

Nhận xét: kể từ hình vuông thứ \(2\) cạnh của nó bằng tổng hai cạnh hình vuông khác liền trước nó.

}

Câu 44:

Gọi \(u_n\) là số hình tròn ở hàng thứ \(n\) trong hình bên. Dự đoán công thức của số hạng tổng quát cho dãy số \((u_n)\).

Image

Ta thấy

+) Hàng \(1\)\(1\) hình tròn.

+) Hàng \(2\)\(2\) hình tròn.

+) Hàng \(3\)\(3\) hình tròn.

+) Hàng \(4\)\(4\) hình tròn.

Vậy ta dự đoán công thức tổng quát của dãy số \((u_n)\)\(u_n = n\) với mọi \(n\in\mathbb{N}^*\).

}

Câu 45:

Gọi \(v_n\) là tổng diện tích của các hình tô màu ở hàng thứ \(n\) trong hình bên (mỗi ô vuông nhỏ là một đơn vị diện tích). Dự đoán công thức của số hạng tổng quát cho dãy số \((v_n)\).

Image

Ta thấy

+) Hàng \(1\)\(1\) hình vuông cạnh \(1\) đơn vị nên \(v_1 = 1\times 1 = 1^3\).

+) Hàng \(2\)\(2\) hình vuông cạnh \(2\) đơn vị nên \(v_2 = 2\times 2^2 = 2^3\).

+) Hàng \(3\)\(3\) hình vuông cạnh \(3\) đơn vị nên \(v_3 = 3\times 3^2 = 3^3\).

+) Hàng \(4\)\(4\) hình vuông cạnh \(4\) đơn vị nên \(v_4 = 4\times 4^2 = 4^3\).

Vậy ta dự đoán công thức tổng quát của dãy số \((v_n)\)\(v_n = n^3\) với mọi \(n\in\mathbb{N}^*\).

}

Câu 46:

Ông An gửi tiết kiệm \(100\) triệu đồng kì hạn \(1\) tháng với lãi suất \(6 \%\) một năm theo hình thức tính lãi kép. Số tiền (triệu đồng) của ông An thu được sau \(n\) tháng được cho bởi công thức

\(A_n=100\left(1+\displaystyle\frac{0{,}06}{12}\right)^n.\)

a. Tìm số tiền ông An nhận được sau tháng thứ nhất, sau tháng thứ hai.

b. Tìm số tiền ông An nhận được sau 1 năm.

a. Số tiền ông An nhận được sau tháng thứ nhất là

\(A_1=100\left(1+\displaystyle\frac{0{,}06}{12}\right)^1 =100{,}5\) (triệu đồng),

sau tháng thứ hai là

\(A_2=100\left(1+\displaystyle\frac{0{,}06}{12}\right)^2=101{,}0025\) (triệu đồng).

b. Số tiền ông An nhận được sau 1 năm là

\(A_{12}=100\left(1+\displaystyle\frac{0{,}06}{12}\right)^{12} =106{,}1678\) (triệu đồng).

}

Câu 47:

Chị Hương vay trả góp một khoản tiền \(100\) triệu đồng và đồng ý trả dần \(2\) triệu đồng mỗi tháng với lãi suất \(0,8 \%\) số tiền còn lại của mỗi tháng. Gọi \(A_n,\) \((n \in \mathbb{N})\) là số tiền còn nợ (triệu đồng) của chị Hương sau \(n\) tháng.

a. Tìm lần lượt \(A_0,\) \( A_1,\) \( A_2,\) \( A_3,\) \( A_4,\) \( A_5,\) \( A_6\) để tính số tiền còn nợ của chị Hương sau \(6\) tháng.

b. Dự đoán hệ thức truy hồi đối với dãy số \(\left(A_n\right)\).

a. Ta có

\(\begin{aligned}A_0=\ &100{.}000{.}000+100{.}000{.}000 \cdot 0{,}8\%-2{.}000{.}000\\ =\ &100{.}000{.}000(1+0{,}8\%)-2{.}000{.}000\\ =\ &98{.}800{.}000.\\ A_1=\ &A_0+A_0 \cdot 0{,}8\%-2{.}000{.}000\\ =\ &A_0(1+0{,}8\%)-2{.}000{.}000\\ =\ &97{.}590{.}400.\\ A_2=\ &A_1(1+0{,}8\%)-2{.}000{.}000\\ =\ &96{.}371{.}123.\\ A_3=\ &A_2(1+0{,}8\%)-2{.}000{.}000\\ =\ &95{.}142{.}092.\\ A_4=\ &A_3(1+0{,}8\%)-2{.}000{.}000\\ =\ &93{.}903{.}228.\\ A_5=\ &A_4(1+0{,}8\%)-2{.}000{.}000\\ =\ &92{.}654{.}454.\\ A_6=\ &A_5(1+0{,}8\%)-2{.}000{.}000\\ =\ &91{.}395{.}690.\end{aligned}\)

b. Hệ thức truy hồi đối với dãy số \(\left(A_n\right)\)

\(A_n = A_{n-1}(1+0{,}8\%)-2{.}000{.}000.\)

}

Câu 48:

Chị Mai gửi tiền tiết kiệm vào ngân hàng theo thể thức lãi kép như sau: Lần đầu chị gửi \(100\) triệu đồng. Sau đó, cứ hết \(1\) tháng chị lại gửi thêm vào ngân hàng \(6\) triệu đồng. Biết lãi suất của ngân hàng là \(0{,}5\%\) một tháng. Gọi \(P_n\) (triệu đồng) là số tiền chị có trong ngân hàng sau \(n\) tháng.

a. Tính số tiền chị có trong ngân hàng sau \(1\) tháng.

b. Tính số tiền chị có trong ngân hàng sau \(3\) tháng.

c. Dự đoán công thức của \(P_n\) tính theo \(n\).

a. Số tiền lãi chị thu được sau tháng thứ \(1\)\(100000000 \cdot 0{,}5\% = 500000\) đồng.

Do đó \(P_1 = 100000000 + 500000 + 6000000\) \(= 106500000\) (đồng).

b. Số tiền chị có trong ngân hàng sau tháng thứ \(2\)

\(P_2 = P_1 + P_1\cdot 0{,}5\% + 6000000\) \(= 113032500\) (đồng).

Số tiền chị có trong ngân hàng sau tháng thứ \(3\)

\(P_3 = P_2 + P_2\cdot 0{,}5\% + 6 = 119597662\) (đồng).

c. Ta chọn đơn vị là triệu đồng và xét bài toán tổng quát: Số tiền ban đầu là \(T\) triệu đồng với lãi suất hàng tháng là \(r\) và mỗi tháng gửi thêm \(a\) triệu đồng thì số tiền trong tài khoản sau tháng thứ \(n\)\(P_n\) triệu đồng.

Số tiền lãi sau tháng thứ \(n\) được tính là \(P_n \cdot r\) nên ta có

\(\begin{aligned}P_1 =\ &T + T\cdot r + a = T(1+r) + a\\ =\ &T(1+r) + \displaystyle\frac{a(1+r)^1 - a}{r};\end{aligned}\)

\(\begin{aligned}P_2 =\ &P_1 + P_1\cdot r + a\\ =\ &T(1+r)^2 + (r+1)\cdot\displaystyle\frac{a(1+r)^1 - a}{r} + a\\ =\ &T(1+r)^2 + \displaystyle\frac{a(1+r)^2 - a}{r};\end{aligned}\)

\(\begin{aligned}P_3 =\ &P_2 + P_2\cdot r + a\\ =\ &T(1+r)^3 + (r+1)\cdot\displaystyle\frac{a(1+r)^2 - a}{r} + a\\ =\ &T(1+r)^3 + \displaystyle\frac{a(1+r)^3 - a}{r}.\end{aligned}\)

Cứ tiếp tục như vậy thì ta dự đoán công thức tổng quát của \(P_n\)

\(P_n = T(1+r)^n + \displaystyle\frac{a(1+r)^n - a}{r}.\)

Thay số \(T = 100\), \(r = 0{,}5\% = 0{,}005\)\(a =6\) ta thu được

\(P_n = 100\cdot 1{,}005^n + \displaystyle\frac{6\cdot 1{,}005^n - 6}{0{,}005}.\)

}