До змісту

ГДЗ до вправи 7.6 – Алгебра 10 клас Мерзляк Номіровський

Умова вправи № 7.6

Виведіть формулу для обчислення суми:

11⋅2+12⋅3+13⋅4+⋯+1n(n+1), де n∈N.\dfrac{1}{1 \cdot 2} + \dfrac{1}{2 \cdot 3} + \dfrac{1}{3 \cdot 4} + \dots + \dfrac{1}{n(n + 1)}, \text{ де } n \in \mathbb{N}.

Розв'язок вправи № 7.6

Коротке рішення

1k(k+1)=1k−1k+1\dfrac{1}{k(k + 1)} = \dfrac{1}{k} - \dfrac{1}{k + 1}.

Sn=(1−12)+(12−13)+⋯+(1n−1n+1)S_n = \left( 1 - \dfrac{1}{2} \right) + \left( \dfrac{1}{2} - \dfrac{1}{3} \right) + \dots + \left( \dfrac{1}{n} - \dfrac{1}{n + 1} \right)

Sn=1−1n+1=n+1−1n+1=nn+1S_n = 1 - \dfrac{1}{n + 1} = \dfrac{n + 1 - 1}{n + 1} = \dfrac{n}{n + 1}

Відповідь: Sn=nn+1S_n = \dfrac{n}{n + 1}.


Детальне рішення

Ключ до розв’язання: Ця задача є класичним прикладом використання методу різниць. Кожен дріб виду 1k(k+1)\dfrac{1}{k(k+1)} можна розкласти на два простіші дроби. Тема: Метод математичної індукції.

1) Запишемо загальний член суми: ak=1k(k+1)a_k = \dfrac{1}{k(k+1)}.

2) Скористаємося розкладом на елементарні дроби: 1k(k+1)=1k−1k+1\dfrac{1}{k(k+1)} = \dfrac{1}{k} - \dfrac{1}{k+1}.

3) Тепер підставимо цей вираз у початкову суму для всіх kk від 11 до nn:

  • Для k=1k=1: 11⋅2=1−12\dfrac{1}{1 \cdot 2} = 1 - \dfrac{1}{2}
  • Для k=2k=2: 12⋅3=12−13\dfrac{1}{2 \cdot 3} = \dfrac{1}{2} - \dfrac{1}{3}
  • ...
  • Для k=nk=n: 1n(n+1)=1n−1n+1\dfrac{1}{n(n+1)} = \dfrac{1}{n} - \dfrac{1}{n+1}

4) Додамо всі ці вирази:

Sn=(1−12)+(12−13)+(13−14)+⋯+(1n−1n+1)S_n = \left( 1 - \dfrac{1}{2} \right) + \left( \dfrac{1}{2} - \dfrac{1}{3} \right) + \left( \dfrac{1}{3} - \dfrac{1}{4} \right) + \dots + \left( \dfrac{1}{n} - \dfrac{1}{n+1} \right)

5) При розкритті дужок ми побачимо, що всі доданки, крім першого (11) та останнього (−1n+1-\dfrac{1}{n+1}), скорочуються. Отримуємо кінцевий результат:

Sn=1−1n+1=n+1−1n+1=nn+1S_n = 1 - \dfrac{1}{n+1} = \dfrac{n+1-1}{n+1} = \dfrac{n}{n+1}

Популярне у 10 класі