МАТЕМАТИКА · 9 КЛАССПроект «Педагагічная скарбонка»
АЛГЕБРА · ИНТЕРАКТИВНЫЙ КОНСПЕКТ

§ 19. Сумма бесконечно убывающей геометрической прогрессии

Бесконечно много всё меньших слагаемых могут иметь конечную сумму.

Наглядная модель12 заданий с проверкойТренажёр и тест
Главный вопрос

Почему важен модуль q, а не просто условие q<1?

Разбираемся в теме

Основные пункты параграфа

Разберись, почему работает правило, исследуй модель и проверь себя.

01

Когда появляется предел

Слово «убывающая» здесь означает уменьшение модулей членов: при q<0 знаки чередуются. В определении прогрессии q≠0. При |q|<1 степень qⁿ приближается к нулю.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

1+12+14+… приближается к 2. А 1−2+4−8+… не имеет конечной суммы, хотя q=−2<1.

Маршрут рассуждения

  1. Когда появляется предел

    Для бесконечно убывающей геометрической прогрессии 0<|q|<1.

  2. Сумма бесконечного ряда

    S=b₁/(1−q) при 0<|q|<1.

  3. Отрицательный знаменатель

    При −1<q<0 частичные суммы колеблются около предела.

  4. Периодическая дробь и остаток

    Остаток после n членов равен S−Sₙ=b₁qⁿ/(1−q).

Главная мысль

Для бесконечно убывающей геометрической прогрессии 0<|q|<1.

02

Сумма бесконечного ряда

В формуле конечной суммы b₁(1−qⁿ)/(1−q) с ростом n исчезает вклад qⁿ. Сумма — предел частичных сумм, а не результат обычного конечного сложения бесконечной строки.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

6+3+1,5+… имеет S=6/(1−12)=12. Частичные суммы 6,9,10,5,… приближаются к 12 снизу.

Не смешивай член и частичную сумму

  1. Члены уменьшаются

    Для 1+12+14+… отдельные числа 1; 12; 14; … стремятся к 0.

  2. Частичные суммы накапливаются

    S₁=1, S₂=32, S₃=74, S₄=158. Они приближаются к 2.

  3. Предел суммы другой

    Нулевой предел членов не означает нулевую сумму. Обратное тоже неверно: одного стремления членов к нулю недостаточно для сходимости произвольного ряда; здесь помогает именно геометрическая прогрессия.

ИССЛЕДУЙ САМ

Исследуй связь величин

Изменяй значения ползунками или вводи числа. Сначала предскажи ответ; вычисления можно открыть отдельно.

Показать вычисления и пояснение

Главная мысль

S=b₁/(1−q) при 0<|q|<1.

03

Отрицательный знаменатель

Слагаемые меняют знак, но становятся меньше по модулю. Поэтому первые приближения могут быть то выше, то ниже суммы. Формула остаётся той же.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

3−1,5+0,75−…: q=−12, S=3/(1+12)=2. Частичные суммы 3;1,5;2,25;1,875 сходятся к 2.

Подумай и объясни

Может ли q быть отрицательным?

Сверить рассуждение

Да, если |q|<1 и q≠0. При −1<q<0 частичные суммы колеблются около предела.

ПРИМЕР 1 · РАЗБОР ПО ШАГАМ

ПРИМЕР 2 · РАЗБОР ПО ШАГАМ

Главная мысль

При −1<q<0 частичные суммы колеблются около предела.

04

Периодическая дробь и остаток

Остаток показывает точность приближения; для оценки ошибки берут его модуль. Периодическую десятичную дробь можно представить геометрическим рядом по разрядам.

РАЗБЕРЁМСЯ НА ПРИМЕРЕ

Проверим на примере

0,(3)=310+3100+…=(310)/(1−110)=13. Для периода 27: 0,(27)=(27100)/(1−1100)=2799.

Разберём ошибку

Неверно Чему равно 0,(3)? — 3100

Остаток после n членов равен S−Sₙ=b₁qⁿ/(1−q).

Как рассуждать: Верный ответ: 13.

Главная мысль

Остаток после n членов равен S−Sₙ=b₁qⁿ/(1−q).

Применяем знания

Решаем самостоятельно

12 заданий по теме параграфа. Записывай промежуточные действия в тетради, затем введи ответ. Единицы уже указаны рядом с полями. Если нужно восстановить выражение, введи его коэффициенты в подписанные поля. В заданиях с выбором отметь верное утверждение.

Число можно вводить с запятой или точкой. Дробь — как 3/4, смешанное число — как −2 1/3. Равные дроби принимаются; если требуется несократимая запись, сократи её. Подсказка помогает, а просмотр готового решения не засчитывается как самостоятельное выполнение.

Математический тренажёр

Закрепляем способ решения

Новые варианты из банка заданий этого параграфа. Решай в своём темпе.

Шесть выводов

01

Для бесконечно убывающей геометрической прогрессии 0<|q|<1.

02

S=b₁/(1−q) при 0<|q|<1.

03

При −1<q<0 частичные суммы колеблются около предела.

04

Остаток после n членов равен S−Sₙ=b₁qⁿ/(1−q).

05

Объясни, что означает каждый шаг решения.

06

Проверь ответ обратным действием или по исходному условию.

Проверь себя

Тест: 10 вопросов

4 вопроса на понимание и 6 заданий. За верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5.

Ответь на все вопросы. Пояснения появятся после проверки.

Загрузка прогресса…