(0,5 điểm) Cho \(S = \frac{1}{4} + \frac{2}{{{4^2}}} + \frac{3}{{{4^3}}} + \frac{4}{{{4^4}}} + .... + \frac{{2023}}{{{4^{2023}}}}\). Chứng minh \(S < \frac{1}{2}.\)
Quảng cáo
Trả lời:
Hướng dẫn giải
Ta có: \(S = \frac{1}{4} + \frac{2}{{{4^2}}} + \frac{3}{{{4^3}}} + \frac{4}{{{4^4}}} + .... + \frac{{2023}}{{{4^{2023}}}}\)
\(4S = 4\left( {\frac{1}{4} + \frac{2}{{{4^2}}} + \frac{3}{{{4^3}}} + \frac{4}{{{4^4}}} + .... + \frac{{2023}}{{{4^{2023}}}}} \right)\)
\(4S = 1 + \frac{2}{4} + \frac{3}{{{4^2}}} + \frac{4}{{{4^3}}} + \frac{5}{{{4^4}}} + .... + \frac{{2023}}{{{4^{2022}}}}\)
\(4S - S = 1 + \frac{2}{4} + \frac{3}{{{4^2}}} + \frac{4}{{{4^3}}} + \frac{5}{{{4^4}}} + .... + \frac{{2023}}{{{4^{2022}}}} - \left( {\frac{1}{4} + \frac{2}{{{4^2}}} + \frac{3}{{{4^3}}} + \frac{4}{{{4^4}}} + .... + \frac{{2023}}{{{4^{2023}}}}} \right)\)
\(3S = 1 + \frac{2}{4} + \frac{3}{{{4^2}}} + \frac{4}{{{4^3}}} + \frac{5}{{{4^4}}} + .... + \frac{{2023}}{{{4^{2022}}}} - \frac{1}{4} - \frac{2}{{{4^2}}} - \frac{3}{{{4^3}}} - \frac{4}{{{4^4}}} - .... - \frac{{2023}}{{{4^{2023}}}}\)
\(3S = 1 + \left( {\frac{2}{4} - \frac{1}{4}} \right) + \left( {\frac{3}{{{4^2}}} - \frac{2}{{{4^2}}}} \right) + \left( {\frac{4}{{{4^3}}} - \frac{3}{{{4^3}}}} \right) + \left( {\frac{5}{{{4^4}}} - \frac{4}{{{4^4}}}} \right) + .... + \left( {\frac{{2023}}{{{4^{2022}}}} - \frac{{2022}}{{{4^{2022}}}}} \right) - \frac{{2023}}{{{4^{2023}}}}\)
\(3S = 1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{{{4^2}}} + \frac{1}{{{4^3}}} + \frac{1}{{{4^4}}} + .... + \frac{1}{{{4^{2022}}}} - \frac{{2023}}{{{4^{2023}}}}\)
Nhận thấy \(3S < 1\).
Đặt \(A = 1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{{{4^2}}} + \frac{1}{{{4^3}}} + \frac{1}{{{4^4}}} + .... + \frac{1}{{{4^{2022}}}}\)
\(4A = 4 + 1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{{{4^2}}} + \frac{1}{{{4^3}}} + \frac{1}{{{4^4}}} + .... + \frac{1}{{{4^{2021}}}}\)
\(4A - A = 4 + 1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{{{4^2}}} + \frac{1}{{{4^3}}} + \frac{1}{{{4^4}}} + .... + \frac{1}{{{4^{2021}}}} - \left( {1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{{{4^2}}} + \frac{1}{{{4^3}}} + \frac{1}{{{4^4}}} + .... + \frac{1}{{{4^{2022}}}}} \right)\)
\(3A = 4 - \frac{1}{{{4^{2022}}}}\)
Nhận thấy \(4 - \frac{1}{{{4^{2022}}}} < 4\) hay \(3A < 4\) suy ra \(A < \frac{4}{3}\).
Do đó, \(3S < A\) nên \(S < \frac{A}{3}\) hay \(S < \frac{4}{9} < \frac{4}{8} = \frac{1}{2}.\)
Vậy \(S < \frac{1}{2}.\)
Hot: Học hè online Toán, Văn, Anh...lớp 1-12 tại Vietjack với hơn 1 triệu bài tập có đáp án. Học ngay
CÂU HỎI HOT CÙNG CHỦ ĐỀ
Lời giải
Hướng dẫn giải
Đáp án: \(35\)
Vì \(xy\parallel mn\) nên \(\widehat {xAB} = \widehat {ABn} = 70^\circ \) (so le trong).
Ta có tia \(BC\) là tia phân giác của \(\widehat {ABn}\) nên \(\widehat {ABC} = \widehat {CBn} = \widehat {\frac{{ABn}}{2}} = 35^\circ \).
Vì \(xy\parallel mn\) nên \(\widehat {ACB} = \widehat {CBn} = 35^\circ \).
Lời giải
Đáp án đúng là: C
Nhận thấy các hình hộp chữ nhật, hình lập phương, hình lăng trụ đứng tam giác và hình lăng trụ đứng tứ giác có đặc điểm chung là các mặt đáy đều song song với nhau.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.
Lời giải
Bạn cần đăng ký gói VIP ( giá chỉ từ 199K ) để làm bài, xem đáp án và lời giải chi tiết không giới hạn.