Cho hình vuông \({C_1}\) có độ dài cạnh bằng 4. Ng...

A

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Sử dụng công thức tính tổng của cấp số nhân lùi vô hạn \({S_n} = \dfrac{{{u_1}}}{{1 - q}}\) với \({u_1}\) là số hạng đầu tiên, \(q\) là công bội của cấp số nhân.

Giải chi tiết:

Xét dãy \(\left( {{a_n}} \right)\) là độ dài cạnh của của dãy hình vuông \({C_1},{C_2},{C_3},...,{C_n}...\) với \({a_1} = 4\)

Ta có \({a_2} = \sqrt {{{\left( {\dfrac{1}{4}{a_1}} \right)}^2} + {{\left( {\dfrac{3}{4}{a_1}} \right)}^2}}  = \dfrac{{\sqrt {10} }}{4}{a_1}\)

          …

         \({a_{n + 1}} = \sqrt {{{\left( {\dfrac{1}{4}{a_n}} \right)}^2} + {{\left( {\dfrac{3}{4}{a_n}} \right)}^2}}  = \dfrac{{\sqrt {10} }}{4}{a_n}\)

Vậy dãy \(\left( {{a_n}} \right)\) lập thành cấp số nhân lùi vô hạn với công bội \(\dfrac{{\sqrt {10} }}{4}\)

Ta có \({S_{n + 1}} = {\left( {{a_{n + 1}}} \right)^2} = {\left( {{a_n}.\dfrac{{\sqrt {10} }}{4}} \right)^2} = {\left( {{a_n}} \right)^2}.\dfrac{5}{8} = {S_n}.\dfrac{5}{8}\)

Suy ra dãy \(\left( {{S_n}} \right)\) lập thành cấp số nhân lùi vô hạn với công bội \(q = \dfrac{5}{8}\) và \({S_1} = 16\)

Vậy  \({S_1} + {S_2} + {S_3} + ... + {S_n} + ... = \dfrac{{{S_1}}}{{1 - q}} = \dfrac{{16}}{{1 - \dfrac{5}{8}}} = \dfrac{{128}}{3}\).