Cho cấp số nhân \(\left( {{u_n}} \right)\) có \({u_1} = 8\) và biểu thức \(4{u_3} + 2{u_2} - 15{u_1}\) đạt giá trị nhỏ nhất. Tính \({S_{10}}.\)
Trả lời bởi giáo viên
Gọi \(q\) là công bội của cấp số nhân. Khi đó
$4{u_3} + 2{u_2} - 15{u_1} $ $= 4{u_1}{q^2} + 2{u_1}q - 15{u_1} $ $= 32{q^2} + 16q - 120 $ $= 2\left( {16{q^2} + 8q + 1} \right) - 122 $ $= 2{\left( {4q + 1} \right)^2} - 122\ge -122, \forall q$
Dấu bằng xảy ra khi \(4q + 1 = 0\) \( \Leftrightarrow q = - \dfrac{1}{4}.\)
Suy ra: \({S_{10}} = {u_1}.\dfrac{{1 - {q^{10}}}}{{1 - q}} = 8.\dfrac{{1 - {{\left( { - \dfrac{1}{4}} \right)}^{10}}}}{{1 - \left( { - \dfrac{1}{4}} \right)}} = \dfrac{{2\left( {{4^{10}} - 1} \right)}}{{{{5.4}^8}}}\)
Hướng dẫn giải:
- Sử dụng công thức \({u_n} = {u_1}{q^{n - 1}}\) thay vào biểu thức, biến đổi thành một tam thức bậc hai ẩn \(q\)
- Tìm giá trị nhỏ nhất của biểu thức theo \(q\) để tìm \(q\)
- Tính \({S_{10}}\) theo công thức \({S_n} = {u_1}.\dfrac{{1 - {q^n}}}{{1 - q}}\)