Bài 1:
DỰ ĐOÁN SỐ HẠNG TỔNG QUÁT VÀ CHỨNG MINH BẰNG QUY NẠP
3
n4
*
u1 1; u n 1 un 2
, n N
un
2
n
3
n
2
Cho dãy số
xác định bởi
.Tìm cơng thức số hạng
tổng qt un của dãy số theo n .
HƯỚNG DẪN GIẢI
*
Với mọi n , ta có
n4
2
3
2un 1 3(un
) 2un 1 3(un
)
(n 1)(n 2)
n 2 n 1
3
3
3
3
3
) 3(un
) un 1
(un
).
n2
n 1
n2 2
n 1
3
3
1
(vn ), vn un
q
v1
n 1 là cấp số nhân có cơng bội
2 và
2.
Dãy số
2(un 1
3
vn
2
Bài 2:
n 1
3
1 3
1
. , n * un
n 1 2 2
2
n 1
, n *
Cho hàm số f : Z Z thỏa mãn đồng thời các điều kiện:
f n 1 f n n Z .
(1)
,
(2)
f f n n 2000 n Z .
,
f n 1 f n n Z .
,
f n
b/Tìm biểu thức
.
HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu a
f n Z
f n 1 f n 1 n Z .
Vì
nên từ giả thiết (1) ta được:
,
Kết hợp giả thiết (2) ta được n Z .
a/Chứng minh:
n 2001 n 1 2000 f f n 1 f f n 1 n 2001
f n 1 f n 1
do đó:
,
n Z .
Câu b
f n f 1 n –1, n Z f f 1 f 1 f 1 –1
Suyra:
,
1 2000 2 f 1 –1 f 1 1001 f n n 1000, n Z
.
f n n 1000, n Z .
Thử lại thỏa các điều kiện, nên
CÁC DẠNG KHÁC
Bài 3:
p
xi 4
i 1
p 1
x1 4
i 1
x 0, i 1, p
i
*
a/Tìm p N sao cho hệ
có nghiệm.
p
b/Với tìm được ở câu a/,hãy xác định tập hợp tất cả các giá trị của tổng:
p
ai
2
i 1 1 ai
với ai 0 và
p
2
i
a
1
.
i 1
HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu a
p p 1
16 xi . p 2 p 4
i 1 i 1 xi
Do:
.
p 4 :Khi đó: xi 1, i 1, 4 . Vậy hệ có nghiệm.
x2 x3 3
x2 .x3 1
x ,x ,x
p 3 :Chọn x1 1 và
có nghiệm. Nên 1 2 3 là nghiệm của hệ.
x1 x2 4
p 2 : x1.x2 1 có nghiệm. Nên x1 , x2 là nghiệm của hệ.
p 1 :Vơ nghiệm.
Vậy hệ có nghiệm khi p 2, p 3, p 4 .
Câu b
p
ai2
2
f a1 , a2 ,..., a p
i 1 ai (1 a1 )
Ta có:
.
Xét hàm:
Do đó:
g x x 1 x 2 , 0 x 1; g x 0 x
f a1 , a2 ,..., a p
p 2 : f a1 , a2
1
2
max g ( x)
(0;1)
3 . Ta có:
3 3.
3 3 p 2 3 3
p
ai
.
1 hay p = 3.
2 i 1
2 Dấu đẳng thức xảy ra khi: 3
a1 a2
1
2 2
2 2
2
a2 a1
a1.a2
2
2
vì a1 a2 1 . Dấu đẳng thức
xảy
ra khi
1 a12
a1
1
f (a1 , a2 )
a1 a2
1 a12
a12 liên tục trên 0;1 . Khi a1 0 thì f (a1 , a2 ) .Vậy
2,
p 2 , tập giá trị là: 2 2; .
p 3 :Chọn
a1 1 2 x ; a 2 x ; a 3 x , 0
a12 a22 a32 1 2 x x x 1. f(a1 , a2 , a3 )
1
2 .Thỏa giả thiết:
1 2x
x
x
g ( x)
2x
1 x 1 x
liên
1
(0; )
tục trên 2 ;
3 3
1 3 3
;
g
, lim g(x)=+
2
x 0
2
.
3
.Vậy tập giá trị là:
p 4 : f a1 , a2 ,..., a p
2
1
2
2
2
3
2
4
3 3
.
2 Chọn a1 1 2 x ; a 2 x ; a 3 x , a 4 x thỏa giả thiết:
a a a a 1 3x x x x 1 với
0
1
3 ;
f(a1 , a2 , a3 , a4 )
lim1 g(x)=
x
Bài 4:
3
1
1 2x
x
x
x
(0; )
g ( x)
2x
1 x 1 x 1 x
liên tục trên 3 ;
3 3
; lim g(x)=+
x 0
2
3 3
;
2
.
.Tập giá trị là:
Kí hiệu H n là tập hợp các đa thức bậc n dạng:
n 1
f ( x) x n ai x i , a i R
i 0
Chứng minh:
min max | f ( x) |
f H n
x 1;1
1
2n 1
HƯỚNG DẪN GIẢI
T x cos n.arccosx
Xét đa thức Trêbưsép
.
n –1
T x
Chứng minh là đa thức bậc n có hệ tử bậc n là 2 .
cosnt cos n 1 t 2cost.cos n 1 t
Chứng minh bằng quy nạp dựa vào công thức:
.
T ( x)
1
T ( x)
1
max
H
f ( x) n 1
n
1
n 1
n
n 1
f
x
H
2
2
n
2 ,
Do đó: 2
. Ta có
. Nếu tồn tại
sao cho
T ( x)
x 1;1
g x f x 2n 1
g x
. Lúc đó ta xét
đa thức bậc nhỏ hơn hay bằng n –1 , đổi
cos
k
n , k 0, n .
dấu n 1 lần tại các điểm
1
1
min max | f ( x) | n 1
maxf ( x) n 1
2 .
2 . Vậy f H n x 1;1
Do đó
TÍNH GIỚI HẠN BẰNG ĐỊNH NGHĨA
Bài 5:
0 b1 a1 1
a
b
Cho hai số a1 , b1 với
.Lập hai dãy số n , n với n 1, 2,..
Theo quy tắc sau: giải nghĩa cái đó là:
1
an 1 (an bn ) b a .b
n 1 n
2
, n 1
lim an lim bn
Tính: n và n .
HƯỚNG DẪN GIẢI
0
b
a
1
a
,
b
1
1
Tính 2 2 với
ta có thể chọn 0 a 2 sao cho: b1 cosa ,
2
Suy ra a1 cos a .
1
1
a
a2 (cos 2 a cos a ) cos a (cos a 1) cos a.cos 2
2
2
2
a
a
b2 cos a.cos 2 .cos a cos a.cos
2
2
Bằng quy nạp, chứng minh được:
a
a
a
a
a
an cos a.cos ...cos n 1 cos n 1 (1) bn cos a.cos ...cos n 1 (2)
2
2
2
2
2
sin
Bài 6:
a
2n 1 và áp dụng công thức sin 2a được:
Nhân hai vế của (1) và (2) cho
a
sin 2a.cos n 1
sin 2a
2
an
, bn
a
a
2n.sin n 1
2n.sin n 1
2
2 .
Tính giới hạn:
sin 2a
sin 2a
lim an
, lim bn
n
n
2a
2a
1
a
an 1 an
lim n 2
n
a
,
a
1
an .Chứng minh:
n
Cho dãy số n 1
và
.
HƯỚNG DẪNGIẢI
n
n 1
n 1
1
1
ak21 ak2 2 2 ai2 a 2j 2 2(n 1).
ak
i 2
j 1
j 1 a j
n 1
1
.
2
j 1 a j
an2 2n 1
Vậy an 2n 1 , n 2.
1
1
1
1
1 1
1
ak2 2k 1 k 2 4
2
2
a k (2k-1)
(2k-1) 1 4k(k+1) 4 k 1 k .
n 1
n 1
1 1
1
1
1
1 5
(1
)
1
4
4
a
4
n 1 4
4 4
j 1 a j
Suyra: k 2 k
.
n 1
Suyra:
Vậy:
1
a
j 1
2
j
1
5
(n 1)
(n 2).
4
4
j 1 a j
an2 2n 1
n 2;
Suyra:
lim
Dođó:
Bài 7:
n 1
(n 1)
n
5(n 1)
(n 2)
2
.
2n-1
5(n-1)
2
2-
5(n-1)
1 an
<
2n-1+
n
2
n
.
an
2
n
.
a1 cos 2
b1 cos
a
,
b
8,
8 . Lập hai dãy số an , bn với n 1, 2,... theo quy
Cho hai số 1 1 với
tắc sau:
1
an 1 (an bn ) b a .b
n 1 n
2
, n 1
lim an lim bn
Tính: n và n .
HƯỚNGDẪNGIẢI
a ,b
+Tính 2 2 :
1
1
a2 (cos 2 cos ) cos (cos x 1) cos .cos 2
2
8
8
2
8
8
8
16
b2 cos
cos 2 cos cos cos
8
16
8
8
16
+ Bằng quy nạp, chứng minh được:
an cos
cos 2 ...cos n cos n (1) bn cos
cos 2 ...cos n
(2)
2.4
2 .4
2 .4
2 .4
2.4
2 .4
2 .4
sin n
2 .4 và áp dụng công thức sin 2a được:
+Nhân hai vế của (1) và (2) cho
.cos n
sin
4
2 .4 , b
4
an
n
n
n
2 .sin n
2 .sin n
2 .4
2 .4 .
+Tính giới hạn:
4sin
4sin
4 , lim b
4
lim an
n
n
n
.
sin
Bài 8:
u
Cho dãy số n biết:
u1 1
un , n N *
un 1 1 u 2
n
lim (un n )
Hãy tính n
HƯỚNG DẪN GIẢI
*
Ta có: u1 0 un 0 , n N
un 1 un un / (1 un2 ) un ( un3 ) / (1 un2 ) 0 n N *
un
là dãy số giảm và bị chặn dưới bởi 0
lim un a (a R, a 0)
n
2
Từ un 1 un / (1 un ), cho n ta được:
un 0
a a / (1 a 3 ) a 0. Vậy xlim
2
2
*
Đặt vn 1/ (un 1) 1/ (un ), n N
2
2
2
2
Ta có vn ((1 un ) / un ) 1/ (un ) 2 un 2 khi n ? Áp dụng định lí trung bình Cesaro
ta có:
1
1
2
2
v v vn
u
u1
lim 1 2
2 lim n 1
2
n
n
n
n
1
1 1 1
2 2 2 2
u
u n u n u1
lim n 1
2
n
n
1
1
1
2
2
u
un
v
u2
1
lim n 1
lim n 0 lim 1 lim 0
n
n
n
n
n
n
n
n
Mà
;
1
un2
1
1
lim
2 lim
2 lim (un n )
n n
n n.u 2
n
2
n
⇒
Bài 9:
Cho dãy
Un
Ta lập dãy
U1 2
*
U n2 2009U n n N
U n 1
2010
xác định bởi:
Sn
n
Ui
S
n
lim Sn
i 1 U i 1 1
với
.Tính x .
HƯỚNGDẪNGIẢI
Tacó
a1
a0
0
2
Giả sử a1 , a2 ,..., an 1 0
Tacó
a0
an an 1
...
0
1
1
1 1
1 1
1
2
n 1
an an 1 an 2 ...
a0
a
a
a
1
2
2
3
n
n
1
n
1
n
2
0
... 0
1
2
n
a
a
a0
a1
an n 1 n 2 ...
1.2 2.3
(n 1)n n(n 1)
Hay
Do a1 , a2 ,..., an 1 0 nên
an 1 an 2
a1 2an 1 3an 2
na
...
... 1
(n 1) n 1
2
n 1
1.2 2.3
2
a
a
a2
a
n 1 n 2 ... 1 02
2
(n 1)
n
1
an 1 an 2
a1
a02
...
3a
na
(n 1)n
2a
1.2 2.3
n 2 n 1 n 2 ... 1
2
n 1
1
Ta lại có
2an 1 3an 2
3a
na
a
2a
... 1 n n 1 n 2 ... 1
1
2
n 1
2n
n 1
n
a
a
a
a
n n 1 n 2 ... 1 n 0 a0 .
2
n 1
1
n
a
a
a0
a1
n 1 n 2 ...
2
(n 1)n
n
1.2 2.3
a
a
a0
a
a0
a1
an n 1 n 2 ...
02
0
1.2 2.3
(n 1)n n( n 1)
n n( n 1)
Từ đó suy ra điều phải chứng minh.
1 un2 1
un 1
, n 1.
u
un
Bài 10: Cho dãy số n xác định bởi u1 1,
a. Chứng minh:
un tan n 1 , n 1.
2
u
b.Suy ra tính đơn điệu và bị chặn của n .
HƯỚNG DẪN GIẢI
a.Chứng minh bằng quy nạp toán học.
b.Nhận xét
nên dãy số
0
,
n
1
0;
tanx
2n 1 4
và hàm số
đồng biến trên 4
un giảm và bị chặn dưới bởi số
tan
tan 0 0
1.
4
và bị chặn trên bởi số
x
Bài 11: Cho dãy số n xác định bởi:
1 2 3
2014 2015
x1 0; xn 1 xn 2 3 ... 2014 2015 , n * .
xn xn xn
xn
xn
*
1.Với mỗi n ,đặt
yn
n
xn2 .Chứng minh dãy số yn có giới hạn hữu hạn và tính giới hạn đó.
nxn có giới hạn hữu hạn và giới hạn là một số khác 0 .
2.Tìm các số để dãy
HƯỚNG DẪN GIẢI
1
1
xn 1 xn 0 xn21 xn2 2 2 xn2 2
xn
xn
1.Từ giả thiết suy ra
xn21 xn2 2 xn2 1 2 ... x12 2n do đó lim xn
Suy ra
Xét
1 2 3
2014 2015 1 2 3
2014 2015
xn21 xn2 xn 1 xn xn 1 xn 2 xn 2 3 ... 2014 2015 2 3 ... 2014 2015
xn xn xn
xn
xn xn xn xn
xn
xn
1 2 3
2014 2015
2 3
2014 2015
2 2 3 4 ... 2015 2016 1 2 ... 2013 2014
xn xn xn
xn
xn
x n xn
xn
xn
lim xn21 xn2 2
Suy ra
2
2
2
2
2
2
2
xn2 xn xn 1 xn 1 xn 2 ... x2 x1 x1
n
Ta có n
Áp dụng định lý trung bình Cesaro ta có
xn2 xn2 1 xn2 1 xn2 2 ... x22 x12 x12
xn2
lim lim
2
n
n
n 1
lim 2
xn 2
Do đó
zn nxn
2.Xét
Từ đó:
n 2
xn
xn2
+) Nếu 2 thì lim zn
+)Nếu 2 thì lim zn 0
+) Nếu 2 thì
lim zn
1
2
Vậy 2 là giá trị cần tìm thỏa mãn đề bài.
CÁC DẠNG KHÁC
x
Bài 12: Cho dãy số n không âm thỏa mãn x1 0 ,và
2
xn21 2n 4 n 1 xn 1 2 n 1 2 2 n 2 9n 2 xn2 36nxn 32 n 1
,
.
Chứng minh rằng xn là số nguyên với mọi nnguyên tố lớn hơn hoặc bằng 5 .
n 1
HƯỚNG DẪN GIẢI
2
Viết
n 1 xn 1 2n 1 2 3nxn 6
lại đẳng thức trong đầu bài về dạng
2
n 1 xn 1 2n 1 2 3nxn 6
x
n
Từ
không âm dẫn đến
, với mọi n .
Biến đổi về
n 1 xn 1 2n 2 3 nxn 2n 1 2 ,
4.2. TÍNH GIỚI HẠN BẰNG CÁC CƠNG THỨC CƠ BẢN
Bài 13: Tính các giới hạn sau:
2 x 1
x3 8
lim
lim 2
x 2 x 4
x 2 x 2
b)
a)
HƯỚNG DẪN GIẢI
x 2 x 4 3
x3 8
2 x 1
lim
b
)
lim
2
x 2 x 4
x 2
x 2
x 2 x 2
x x 2 ... x n n
lim
x 1
Bài 14: Tính giới hạn x 1
HƯỚNG DẪN GIẢI
2
n
x x ... x n
( x 1) ( x 2 1) ... ( x n 1)
lim
lim
x 1
x 1
x 1
x 1
2
a ).lim
( x 1)[1 ( x 1) ( x 2 x 1) ... ( x n 1 ... 1)]
x 1
x 1
lim
lim 1 ( x 1) ( x 2 x 1) ... ( x n 1 ... 1)
x 1
1 2 3 n
n( n 1)
2
Bài 15: Cho n là số nguyên dương và a 0 .Chứng minh rằng:
n
Lim
x 0
1 ax 1 a
.
x
n
HƯỚNG DẪN GIẢI
n
Đặt y 1 ax , khi đó từ x 0 y 1.
n
Lim
x 0
1 ax
y 1
y 1
a
aLim n
a Lim
... .
n
1
n
2
y 1 y 1
y 1
x
n
y 1 y y ... y
Vậy
Bài 16: Tính các giới hạn sau:
lim
a/
n
13 53 93 ... (4n 3)3
1 5 9 ... (4n 3) 2
1
cos 5 x x sin x
lim
x 0 cos 3 x
b/
.
HƯỚNG DẪN GIẢI
Câu a
n
n
i 1
i 1
13 53 93 ... (4n 3)3 (4i 3)3 (64i 3 144i 2 108i 27)
n
n
n
i 1
i 1
i 1
= 64 i 3 144 i 2 108 i 27n
1 5 9 ... (4n 3)
.
n(4n 2)
2 n 2 n
2
.
2
n( n 1) n 2 n(n 1)(2n 1) n 3 n(n 1)
i
i
2
6
2 .
i
1
i
1
i
1
Mà ta có các cơng thức:
;
;
3
3
3
3
Do đó: P ( x) 1 5 9 ... (4n 3) là một đa thức bậc 4 có hệ số bậc 4 là 64 / 4 16 .
n
i
Và
Q( x) 1 5 9 ... (4n 3)
3
lim
Do đó:
Câu b
n
3
2
là một đa thức bậc 4 có hệ số bậc 4 là 4
3
1 5 9 ... (4 n 3)3
1 5 9 ... (4n 3)
2
16
4
4
.
cos3 x
1
cos5 x cos3 x
cos
5
x
cos
3
x
cos 5 x x sin x lim
1
x 0
lim
cos
3
x
x 0 cos 3 x
=
lim
Vì
x 0
cos5 x cos3 x
x sin x.cos3 x
cos 5 x cos 3 x
2sin 4 x sin x
sin 4 x sin x 8
lim
lim
.
.
8
x
0
x
0
x sin x.cos 3 x
x sin x.cos 3x
x cos 3 x
4x
.
1
1
cos 5 x x sin x
cos 5 x cos 3x
lim
e 8
lim
0
u e
lim
1
u
x 0 cos 3 x
x 0
cos 3 x
Vì
và áp dụng cơng thức u 0
, nên
.