Zadanie 14 (0-1) |
Ciągi (an), (bn) oraz (cn) są określone dla każdej liczby naturalnej n≥1 następująco
- an= 6n2-n3
- bn= 2n+13
- cn= 2n
Wskaż zdanie prawdziwe:
A. Ciąg (an) jest arytmetyczny.
B. Ciąg (bn) jest arytmetyczny.
C. Ciąg (cn) jest arytmetyczny.
D. Wśród ciągów (an), (bn), (cn) nie ma ciągu arytmetycznego
Źródło CKE - Arkusz egzaminacyjny 2020/2021 - Matura marzec (04.03.2021) poziom podstawowy
Analiza:
Dla każdego z ciągów należy stworzyć wyraz następny po wyrazie n-tym. Następnie sprawdźmy czy różnica: wyraz następny-wyraz poprzedni będzie przyjmować postać liczbową niezależną od n.
Dla ciągu an=6n2-n3, an+1 ma postać:
an+1=6(n+1)2-(n+1)3=6(n2+2n+1)-(n3+3n2+3n+1)=
=6n2+12n+6-n3-3n2-3n-1=
=-n3+3n2+9n+5
Policzmy różnicę:
r=an+1-an
r=-n3+3n2+9n+5-(6n2-n3)=
=-n3+3n2+9n+5-6n2+n3=
=-3n2+9n+5
Jak widać różnica między kolejnymi wyrazami jest uzależniona od n. Ciąg an nie jest arytmetyczny.
Dla ciągu bn=2n+13, bn+1 ma postać:
bn+1=2(n+1)+13=2n+2+13=2n+15
Policzmy różnicę:
r=bn+1-bn
r=2n+15-(2n+13)=
=2n+15-2n-13=2
Różnica między kolejnymi wyrazami jest stała, niezależnie jaką parę następujących po sobie wyrazów sprawdzimy, zatem ciąg jest arytmetyczny.
Dla ciągu cn=2n, cn+1 ma postać:
cn+1=2n+1
Policzmy różnicę:
r=cn+1-cn
r=2n+1-2n=2n(2-1)=2n
Jak widać różnica między kolejnymi wyrazami jest uzależniona od n. Ciąg cn nie jest arytmetyczny.
Wyznaczmy pierwsze trzy wyrazy i zobaczmy, czy różnica między a2-a1 jest równa a3-a2. Tak sprawdzamy, czy różnica między sąsiednimi wyrazami jest stała. Jeśli tak, to możemy powiedzieć, że dla pierwszych trzech wyrazów ciąg jest arytmetyczny. W zadaniu maturalnym zamkniętym takie sprawdzenie powinno być wystarczające, choć może nie tym razem.
a1=6·12-13=6-1=5
a2=6·22-23=6·4-8=24-8=16
a3=6·32-33=6·9-27=54-27=27
Stąd:
a2-a1=a3-a2
16-5=27-16
11=11
Ciąg an dla pierwszych trzech wyrazów jest arytmetyczny.
Podobnie sprawdźmy dla ciągu bn:
b1=2+13=15
b2=2·2+13=4+13=17
b3=2·3+13=6+13=19
Stąd:
b2-b1=b3-b2
17-15=19-17
2=2
Ciąg bn dla pierwszych trzech wyrazów też jest arytmetyczny!
W takiej sytuacji w ciągu an i bn trzeba zobaczyć, jak wygląda różnica między wyrazem czwartym a trzecim.
Dla ciągu an: a4=6·42-43=6·16-64=96-64=32, stąd a4-a3=32-27=5≠11, różnica nie jest stała. Ciąg an nie jest arytmetyczny.
Dla ciągu bn: b4=2·4+13=8+13=21, stąd b4-b3=21-19=2, różnica jest stała. Ciąg bn jest arytmetyczny dla pierwszych 4 wyrazów. Jednak jeszcze nie możemy wykluczyć odpowiedzi d. Na chwilę obecną wiemy, że ciąg jest arytmetyczny dla pierwszych wyrazów. Na podstawie obecnych obliczeń nie wiemy co się dzieje później. Dlatego też warto sprawdzić za pomocą sposobu z rozwiązania formalnego, lub różnicę dwóch dalekich wyrazów, np. a101-a100=2·101+13-(2·100+13)=202+13-213=2. Ponownie nie jest to dowód na to, że ciąg jest arytmetyczny dla wszystkich n, ale sposób ten pozwala stwierdzić, że prawdopodobnie tak jest.
Pozostaje nam do sprawdzenia ostatni ciąg. Można zauważyć, że n znajduje się w wykładniku potęgi, więc nie może to być ciąg, którego wyrazy powstają przez dodanie r do wyrazu poprzedniego. Nie będzie to ciąg arytmetyczny. Jednak, jeżeli tego nie zauważysz to można jak poprzednio policzyć.
c1=21=2
c2=22=4
c3=23=8
c2-c1=c3-c2
4-2≠8-4
2≠4
Ciąg cn nie jest arytmetyczny.
Zauważ, że tylko ciąg bn jest ma postać liniową od n. Stąd można wyciągnąć wniosek, że jest to ciąg arytmetyczny.
Odpowiedź:
A. Ciąg (an) jest arytmetyczny.
B. Ciąg (bn) jest arytmetyczny.
C. Ciąg (cn) jest arytmetyczny.
D. Wśród ciągów (an), (bn), (cn) nie ma ciągu arytmetycznego
Poziom klasy 7 i 8
Poziom szkoły średniej (poziom podstawowy)
Czerwiec 2024
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie bez odpowiedzi i bez analizy
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Sierpień 2024
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie bez odpowiedzi i bez analizy
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2022
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Maj 2020
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2020
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2018
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2017
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2016
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2015
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie bez analizy i odpowiedzi
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2014
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie bez analizy i odpowiedzi
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2013
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie bez analizy i odpowiedzi
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2012
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie bez analizy i odpowiedzi
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Maj 2011
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2011
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie bez analizy i odpowiedzi
Zadanie z analizą i odpowiedzią
Czerwiec 2010
Zadanie z odpowiedzią - bez analizy
Zadanie dowodowe bez analizy
Zadanie bez analizy i odpowiedzi
Zadanie z analizą i odpowiedzią