Bài toán này là một ví dụ thực tế về cấp số cộng, mô hình hóa sự phát triển chiều cao của một đứa trẻ. Ta sẽ sử dụng công thức cho trước $x_n = 75 + 5(n – 1)$ để tính chiều cao tại một độ tuổi cụ thể và chứng minh rằng dãy số chiều cao này là một cấp số cộng, từ đó xác định mức tăng trưởng trung bình hàng năm.
Chiều cao (đơn vị: centimet) của một đứa trẻ n tuổi phát triển bình thường được cho bởi công thức:
xn = 75 + 5(n – 1).
a) Một đứa trẻ phát triển bình thường có chiều cao 3 năm tuổi là bao nhiêu centimet?
b) Dãy số (xn) có là một cấp số cộng không? Trung bình một năm, chiều cao mỗi đứa trẻ phát triển bình thường tăng lên bao nhiêu centimet?
Để giải quyết bài toán, chúng ta sẽ thực hiện các bước sau:
Câu a: Để tính chiều cao của đứa trẻ 3 tuổi, ta chỉ cần thay $n=3$ vào công thức đã cho của $x_n$.
Câu b: Để chứng minh dãy số $\left(x_n\right)$ là một cấp số cộng, ta cần xét hiệu số $x_{n+1} - x_n$. Nếu hiệu số này là một hằng số, thì dãy số là cấp số cộng và hằng số đó chính là công sai $d$. Công sai $d$ chính là mức tăng chiều cao trung bình mỗi năm.
a) Chiều cao 3 năm tuổi của một đứa bé phát triển bình thường là:
x3 = 75 + 5(3 – 1) = 85 (cm).
b) Ta có: xn+1 = 75 + 5(n + 1 – 1) = 75 + 5n
Xét hiệu xn+1 – xn = 75 + 5n – [75 + 5(n – 1)] = 5
Vậy (xn) là một cấp số cộng có số hạng đầu x1 = 75 và công sai d = 5
Dựa trên công thức chiều cao $x_n = 75 + 5(n – 1)$, ta tính được chiều cao của một đứa trẻ 3 tuổi là 85 cm. Bằng cách xét hiệu $x_{n+1} - x_n$, ta chứng minh được rằng dãy số chiều cao $\left(x_n\right)$ là một cấp số cộng với số hạng đầu ${x_1 = 75}$ và công sai ${d = 5}$. Công sai này cho thấy trung bình mỗi năm, chiều cao của một đứa trẻ phát triển bình thường tăng đều đặn 5 cm.
• Xem thêm:
Bài 4 trang 52 Toán 11 tập 1 SGK Cánh Diều: Cho cấp số cộng (un) có u1 = 4, u2 = 1. Tính u10.