دنباله هندسي: دنباله اي است كه به جز جمله اول آن، هر جمله اش برابر است با جمله قبلي آن ضربدر يك مقدار ثابت. اين مقدار ثابت را قدر نسبت دنباله ناميده با q نشان ميدهيم
اگر جمله اول و قدر نسبت آن مخالف صفر باشد ميتوان گفت دنباله هندسي دنبالهاي است كه خارج قسمت هر دو جمله متوالي آن مقدار ثابتي است.
مثال
دنباله هندسي...و 8- ،4 ،2-،1 است ولي دنباله...،16 ،8 ،4-،2-،1 هندسي نيست
جمله عمومي دنباله هندسي كه جمله اول آن a و قدر نسبت آن q باشد برابر است با:
\({a_n} = a{q^{n - 1}}\)
مثال
دنباله... ،\(\frac{1}{2}\),2, 1چند جمله بزرگتر از\({10^{ - 3}}\) دارد؟
چون\(a = 2\) و\(q = \frac{1}{2}\) پس\({a_n} = 2{\left( {\frac{1}{2}} \right)^{n - 1}}\)كه طبق فرض بايد\(2{\left( {\frac{1}{2}} \right)^{n - 1}} > {10^{ - 3}}\)باشد بنابراين:
\(\begin{array}{l}2 \times {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n}{\left( {\frac{1}{2}} \right)^{ - 1}} > \frac{1}{{1000}} \Rightarrow {\left( {\frac{1}{2}} \right)^n} > \frac{1}{{4000}} \Rightarrow {2^n} < 4000 \Rightarrow n < 12\\\end{array}\)
درنتيجه يازده جمله بزرگتر از\(\frac{1}{{1000}}\)دارد.
اگر\({a_n}\)و \({a_m}\)دو جمله غير صفر از يك دنباله هندسي باشد آنگاه\(\frac{{{a_m}}}{{{a_n}}} = {q^{m - n}}\).
اگر\({a_l}\),\({a_p}\),\({a_n}\),\({a_m}\) چهار جمله از يك دنباله هندسي و\(m + n = p + l\)آنگاه \({a_m}{a_n} = {a_p}{a_l}\)
در هر دنباله هندسي متناهي حاصل ضرب هر دو جمله متساوي الفاصله از طرفين باهم برابر است.
اگر در يك دنباله هندسي متناهي تعداد جملات فرد باشد حاصل ضرب همه جملات آن برابر است با مقدار جمله وسط به توان تعداد آنها.
مثال
اگر در يك دنباله هندسي\({a_n} = 12\) و\({a_5} = 96\)باشد\({a_7}\)را بيابيد.
\(\begin{array}{l}\frac{{{a_5}}}{{{a_3}}} = {q^3} \Rightarrow \frac{{96}}{{12}} = {q^3} \Rightarrow q = 2\\\\\frac{{{a_7}}}{{{a_5}}} = {q^3} \Rightarrow {a_7} = 96 \times 4 \Rightarrow {a_7} = 384\end{array}\)
مثال
در يك دنباله هندسي داريم \({a_5} = 1\) حاصل ضرب جملات اول تا نهم آن را بيابيد.
\({a_1}{a_2}....{a_9} = {({a_5})^9} = {1^9} = 1\)
مجموعn جمله اول دنباله هندسي برابر است با:
\(\begin{array}{l}{s_n} = \frac{{a(1 - {q^n})}}{{1 - q}}\,\,\,\,(q \ne 1)\\\\{s_n} = \frac{{a - q\, \times \,{a_n}}}{{1 - q}}\,\,\,(q \ne 1)\\\\{s_n} = \frac{{a - {a_{n + 1}}}}{{1 - q}}\,\,\,(q \ne 1)\\\\{s_n} = n \times a\,\,\,(q = 1)\end{array}\)
مثال
در يك دنباله هندسي داريم\({s_3} = 7\) ,\({s_6} = 63\)جمله ششم چند برابر جمله دوم است.
\(\begin{array}{l}\frac{{{s_6}}}{{{s_3}}} = \frac{{63}}{7}\\\\ \Rightarrow \frac{{\frac{{a(1 - {q^6})}}{{1 - q}}}}{{\frac{{a(1 - {q^3})}}{{1 - q}}}} = 9 = \frac{{1 - {q^6}}}{{1 - {q^3}}} = 9\\\\ \Rightarrow 1 + {q^3} = 9 \Rightarrow {q^3} = 8 \Rightarrow q = 2\\\\ \Rightarrow \frac{{{a_6}}}{{{a_3}}} = {q^4} \Rightarrow \frac{{{a_6}}}{{{a_2}}} = 16\end{array}\)
مثال
حداكثر چند جمله ابتداي دنباله ....،\(\frac{1}{9}\), \(\frac{1}{3}\),1را جمع كنيم تا حاصل كمتر از\(1/497\)شود.
چون \(a = 1\) و \(q = \frac{1}{3}\)و ميخواهيم\({s_n} < 1/497\)باشد پس داريم:
\(\begin{array}{l}\frac{{1\left( {1 - {{(\frac{1}{3})}^n}} \right)}}{{1 - \frac{1}{3}}} < 1/497 \Rightarrow \frac{3}{2}\left( {1 - {{\left( {\frac{1}{3}} \right)}^n}} \right) < \frac{{1497}}{{1000}} \Rightarrow 1 - {\left( {\frac{1}{3}} \right)^n} < \frac{{499}}{{500}} \Rightarrow {\left( {\frac{1}{3}} \right)^n} > \frac{1}{{500}} \Rightarrow \\\\{3^n} < 500 \Rightarrow n < 6\end{array}\)
پس مي توان حداكثر 5 جمله آن را باهم جمع نمود.
اگر در يك دنباله هندسي نامتناهي،\(\left| q \right| < 1\)باشد مجموع همه جملات آن برابر است با:
\(s = \frac{a}{{1 - q}}\)
مثال
مجموع همه جملات دنباله... ،\( - \frac{1}{{64}}\),\(\frac{1}{{16}}\),\( - \frac{1}{4}\),1 رابیابید.
\(a = 1\)
\(\left| q \right| < 1 \Rightarrow s = \frac{1}{{1 - ( - \frac{1}{4})}} = \frac{1}{{\frac{5}{4}}} = \frac{4}{5}\)
مثال
در يك دنباله هندسي نامتناهي جمله اول برابر با مجموع ساير جملات آن ميباشد نسبت جمله پنجم به جمله اول اين دنباله را بيابيد.
اگر جمله اول a و قدر نسبت q باشد داريم:
\(a = \frac{{aq}}{{1 - q}} \Rightarrow 1 = \frac{1}{2} \Rightarrow \frac{{{a_5}}}{{{a_1}}} = {q^4} = \frac{1}{{16}}\)
تهیه کننده: حامد دلیجه