第十讲:无穷等比数列的所有项的和(教师)

余年寄山水
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2021年02月09日 22:51
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钱塘湖春行-

2021年2月9日发(作者:预备党员考察表填写范文)


第十讲:无穷等比数列的所有项的和



问题


1



边长为


1


的正方形可以分割为:



1


2


1


1


1




...

,显然,无限的加下去的面积


4


8


16


n


无限趋近于


1

< br>,即极限为


1



1


是如何才能求出呢?




1




1




1





2




2



1


1

< br>1



先求等比数列


,

< p>
,


,...


的前


n


项和


S


n



1


2


4


8


1



2


< br>


n


1







1





,


(


S


n


也是数列< /p>


)



2





1



n




lim


S


n



lim



1







1

< br>。



n




n








2





问题


2


、无限循环小数


0.9



0.999....



0.9



0.09

< br>


0.009



0.0009< /p>



...



就是 等比数列


0.9,0.09,0.009,0.0009,...


的每一项一直无限的加下去,



该等比数列的前


n


项的和为



.

< p>


1



0.9[1





]

< p>
2


3


n


1



1



1




1




10



S


n



9




9






9






...



9



< br>



1


10


10




10




10



1




1 0



1



< /p>


1






10



.


n


n




1



n


< br>于是把


0.9


看作


S

< p>
n



n




时的极限,即


0.9



lim


S


n



lim



1







1


,因此


n





n








10



< p>


.


0.9


< p>
1





上述两个问题有共同的特征:


都是无穷等比数列,


且它 们的公比


q


的绝对值都小于


1



下面,我们来讨论一般无穷等比数列的前


n< /p>


项和的极限。



【知识结构】



设等比数列


{


a


n


}


的首项为


a


1


(


a


1


< br>0)


,公比为


q


(


q



0)


,其前

< p>
n


项和为


S


n

< p>
,则


.



na

< p>
1


,


q



1,



S


n

< br>



a


1


[1



q


n


]



1


)当


q



1


时,


li m


S


n



li m


(


a


1


n< /p>


),


a


1



0


无极限;



n< /p>





n





< /p>


1



q


,


q



1;



a


1


(1


< p>
q


n


)


a


a



lim


1



lim


(1



q


n


)


< br>1





2


)当


0



|


q


|



1< /p>


时,


lim


S


n



lim


1



q


1



q


n





n





n





1



q


n





a


1


[1



(

< p>


1)


n


]


a



lim


1



lim


[1


< p>
(



1)


n


]


无极限;



< p>
3


)当


q




1


时,


lim

< p>
S


n



lim

< p>
1



(



1)


n





n





n





2


n





a


1

< br>(1



q


n

)


a



lim

1



lim


(1

< br>


q


n


)


无极限。




4

)当


q




1



q



1


时,


lim


S


n



lim


1



q


n





n





n





1



q


n


< /p>



我们把


0


< /p>


q



1


的无穷等 比数列的前


n


项和


S

< br>n



n




时的极限叫做


无穷等比数


列各项的 和


(即无穷等比数列所有项的和)


,并用符号

< br>S


表示,即


S



a


1


(0


< br>q



1)



1



q


理解:



1



a


1



a


2< /p>



a


3



...



lim


[< /p>


a


1



a


2



a


3

< p>


...



a

< p>
n


]



lim

< p>
S


n



n





n





a


1



S


,(0



|


q


|


1)



1



q



2


) 任何等比数列都有


a


1


的值,只有


0



q



1


时才有无穷等比数列的所有项的和这


1



q


个意义。



【典型例题】



1


、化循环小数为分数



0.29


29



;


..


..


1



0. 01


99



2



0.13



(1)0.29



..


0.13


13< /p>


(2)0.13



0.13



0.0013



0.00 0013



...


< br>


1



0.01


99


(1)0.29



0.2 9



0.0029


< br>0.000029



...


< /p>


..


1


1


1


1





L



n


4


2


4


2


< br>。




2




1



l im


n





1


1


1


3


1


< /p>




L



n


3


9


3

< p>


2


)等比数列


{


a


n


}


的公比为



a



a


2



...



a


n


1















,则


lim


1


3< /p>


n





a


2



a


4



...



a


2


n


分析:原式



lim


(


a


1



a


2



...



a


n


)


n





lim


(


a


2



a

< p>
4



...


< p>
a


2


n


)


n






< br>2.


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