Tài liệu ôn thi HSG Quốc gia môn Toán chủ đề dãy số - Nguyễn Hoàng Vinh

Tài liệu ôn thi HSG Quốc gia môn Toán chủ đề dãy số - Nguyễn Hoàng Vinh

Nguồn: toanmath.com

Báo tài liệu không phù hợp
Tài liệu gồm 91 trang, được biên soạn bởi tác giả Nguyễn Hoàng Vinh, hướng dẫn ôn thi HSG Quốc gia môn Toán chủ đề dãy số. Phần 1 : 1. Tính giới hạn theo định nghĩa, định lý kẹp, định lý Weierstrass, dùng công thức tổng quát. 2. Các tính chất, đánh giá xung quanh dãy số. Phần 2 : Định nghĩa giới hạn, tiêu chuẩn Cauchy và bài tập lý thuyết. Phần 3 : Các bài toán về giới hạn và đánh giá trên dãy số.

Xem trước nội dung

GVBS: Nguyễn Hoàng Vinh [TÀI LIỆU ÔN THI HSGQG 2021 – DÃY SỐ]

1 | N ă m h ọc 2 0 2 1 - 2 0 2 2

CHUYÊN ĐỀ DÃY SỐ

ÔN DỰ TUYỂN 2020 – 2021

LẦN 1

Nội dung:

1. Tính giới hạn theo định nghĩa, định lý kẹp, định lý Weierstrass, dùng công thức tổng quát…

2. Các tính chất, đánh giá xung quanh dãy số.

Bài 1: Cho dãy số ( ) n a thỏa 1 n 1 n

1 2 n

1 a 0,a a a a ... a +  = + + + + . Tính n 1

n

a lim a

+ .

Lời giải:

Từ giả thiết, ta có ( ) n a là dãy dương và tăng ngặt, suy ra 1 2 n n a a ... a na + + +  và điều này suy

ra n 1 n n 1 1 n n

1 1 1 1 a a a a 1 ... na a 2 n + +

   +   + + + +    

.

Giả sử dãy ( ) n a bị chặn trên bởi M, suy ra

n

1 1 1 1 1 ... a 2 n   + + + +    

cũng bị chặn, hay

1 1 1 1 1 ... M 2 n   + + + +    

cũng bị chặn và điều này vô lý.

Vậy n lima = + và từ trên ta có đánh giá: ( )

n 1

n n 1 n

a 1 1 1 a a a ... a

+ = + → + + hay n 1

n

a lim 1 a

+ = .

Bài 2: Cho dãy số ( ) n x thỏa n n 1 n 2 1 2 n n 1

x .x x ,x x 0 2x x

+ +

+ =   − . Tính ( ) ( ) n 1 n lim n n x x + − .

Lời giải: Từ đề cho, đặt n

n

1 y x = ta suy ra công thức tổng quát cho n y và suy ra công

thức cho ( )

1 2 n

1 2 1 2

x .x x x x n 2x x = − + − và suy ra kết quả.

Bài 3: Cho dãy số ( ) n x thỏa 1 2 x ,x 0  và

n 1

n 1 n 2 n

n

4 x 2 2 x

+

+ + = + +

, tính n 1

n

x lim x

+ .

GVBS: Nguyễn Hoàng Vinh [TÀI LIỆU ÔN THI HSGQG 2021 – DÃY SỐ]

2 | N ă m h ọc 2 0 2 1 - 2 0 2 2

Lời giải: Đặt n n n x y

2 = và từ giả thiết suy ra n 2

n

1 1 y 1 y 2 + = + + . Từ đây cho ta

n 2 n n n

1 2 y 1 y 1 y 1 , n 1;2;3;... y 1 3 + − = −  − = + do n

1 y 2  với mọi giá trị n (dãy dương). Từ đây

suy ra n n n x lim y 1 lim 1 2 =  = và

n n 1 n 1 n 1 n n

x x 2 lim lim . .2 2 x x 2

+ + +   = =    

.

Bài 4: Cho hàm số : f D ⎯⎯→ , nghịch biến trên D và dãy ( ) nx xác định bởi ( ) 1 n n x f x + = và

thỏa điều kiện:

1/ 1 3 1 2 , x x x x   và ( ) 1 2 ; x x D 

2/ ( ) ( )

a f b

b f a

= = 

có nghiệm duy nhất a b l = = trên ( ) 1 2 ; x x .

Chứng minh dãy đã cho có giới hạn.

Lời giải:

Đầu tiên, ta chứng minh ( ) 1 2 ; , nx x x D n   . Thật vậy, có thể xét quy nạp không hoàn toàn như

sau

( ) 1 2 2 3 3 1 2 3 4 ; x x x x x x x x x        và ( ) 1 3 2 4 4 1 2 3 5 ; x x x x x x x x x        .

Từ đó, ta có 3 5 3 4 , x x x x   . Quá trình này tiếp diễn liên tục cho ta điều phải chứng minh.

Xét dãy ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 2 1 2 1 , n n n n x f f x x f f x − + − = = . Từ chứng minh trên ta có ( ) 2 1 n x − là dãy tăng và

( ) 2n x là dãy giảm. Đồng thời ( ) ( ) ( ) ( ) 2 1 1 2 2 1 2 ; , ; n n x x x x x x −   nên hai dãy đã cho hội tụ.

Đặt 2 2 1 lim , lim n n a x b x − = = . Lấy lim hai vế của ( ) 1 n n x f x + = ta có hệ

( ) ( )

a f b

b f a

= = 

Vậy, theo giả thiết, hệ có nghiệm duy nhất a b l = = nên lim nx l = .

Bài 5: Tìm giới hạn của dãy số ( ) nx biết

1 2 1 3 1 1 ( 1) 1 nx n n = + + + + − +

GVBS: Nguyễn Hoàng Vinh [TÀI LIỆU ÔN THI HSGQG 2021 – DÃY SỐ]

3 | N ă m h ọc 2 0 2 1 - 2 0 2 2

Lời giải:

Với1 1 m n   −, đặt 1 1 (1 ) 1 1 ( 1) 1 m a m m n n = + + + + + − + ta có

2 2 2 2 1 1

2 2

1

1 ( 1) 2

( 1) ( ( 2))

m m m m

m m

a ma a m ma m m

a m m a m

+ +

+

= + − + = − −

−

 − + = +

.

Suy ra

1 2

1 | | | ( 1) | | 2| | ( 1) | 2

m m m m m

m a a m a m a m a m m

+ +

+ − − +   − + + + + .

Từ đó 2 1 1 1 | 3| | | | 1 ( 1) 1 | 0 ( ) 1 1 n n n a a n n n n n n n − − − −  −  + − + − → → + +

Bài 6: Cho dãy 1 1 2 2

2 3 1, , 2 2

n n

n

u u u u u

+ +

+ = = = + .

a. Tính giới hạn của dãy đã cho.

b. Chứng minh

3

1 1 2 2 1 1 2

n

i i n n iu = + −   −−  , với mọi giá trị n nguyên dương lớn hơn 3.

Lời giải:

a.

Cách 1: Quy nạp kết quả n 1 3 u 2 2   và đánh giá

n 2 n n 1 n n 1 n n 1

1 1 2 2 u 1 u 1 u 1 . u 1 . u 1 u 2 u 2 5 5 + + + + −  − + −  − + − + +

Sử dụng bổ đề và suy ra kết quả.

Cách 2: Từ biến đổi n 2 n 1 n

n

1 u 1 u u . u 2 + + − = − + ta quy nạp 1 1 1 1 , 2 n u n n n −  +  ta có kết quả.

b. Thực hiện …

Trên đây là phần đầu tài liệu — bấm Đọc sách để xem đầy đủ.