JavaScript is required

Câu hỏi:

Cho hình vuông \(\left( {{C_1}} \right)\) có cạnh bằng \(a.\) Người ta chia mỗi cạnh của hình vuông thành bốn phần bằng nhau và nối các điểm chia một cách thích hợp để có hình vuông \(\left( {{C_2}} \right)\) (xem hình vẽ). Từ hình vuông \(\left( {{C_2}} \right)\) lại tiếp tục làm như trên ta nhận được dãy các hình vuông \({C_1},\,\,{C_2},\,\,{C_3},\,...,\,{C_n},\,...\). Gọi \({S_i}\) là diện tích của hình vuông \({C_i}\,\,\left( {i \in \left\{ {1;\,\,2;\,\,3;\,\,...} \right\}} \right)\). Đặt \(T = {S_1} + {S_2} + {S_3} + ... + {S_n} + ...\). Biết \(T = \frac{{32}}{3}\), tính \(a.\)

Trả lời:

Đáp án đúng:


Gọi $a_n$ là cạnh của hình vuông $C_n$, ta có $S_n = a_n^2$.
Ta có $a_1 = a$.
Cạnh của hình vuông $C_2$ là $a_2 = \sqrt{(\frac{3a}{4})^2 + (\frac{a}{4})^2} = \sqrt{\frac{9a^2}{16} + \frac{a^2}{16}} = \sqrt{\frac{10a^2}{16}} = a\frac{\sqrt{10}}{4}$.
Do đó $S_1 = a^2$ và $S_2 = a^2(\frac{10}{16}) = a^2(\frac{5}{8})$.
Ta thấy dãy $S_1, S_2, ...$ là một cấp số nhân lùi vô hạn với $u_1 = a^2$ và $q = \frac{5}{8}$.
Vậy $T = \frac{u_1}{1-q} = \frac{a^2}{1 - \frac{5}{8}} = \frac{a^2}{\frac{3}{8}} = \frac{8a^2}{3}$.
Theo đề bài, $T = \frac{32}{3}$. Do đó $\frac{8a^2}{3} = \frac{32}{3} \Leftrightarrow 8a^2 = 32 \Leftrightarrow a^2 = 4 \Leftrightarrow a = 2$ (vì $a>0$).
Ta có các hình vuông được tạo thành bằng cách chia mỗi cạnh thành 4 phần bằng nhau và nối các điểm chia, cạnh hình vuông tiếp theo là $\frac{\sqrt{10}}{4}$ cạnh hình vuông trước.
$S_1 = a^2$
$S_2 = a^2 \cdot (\frac{\sqrt{10}}{4})^2 = a^2 \cdot \frac{10}{16} = a^2 \cdot \frac{5}{8}$
$S_3 = a^2 \cdot (\frac{5}{8})^2$
$T = S_1 + S_2 + S_3 + ... = a^2 + a^2 \cdot \frac{5}{8} + a^2 \cdot (\frac{5}{8})^2 + ...$
$T = \frac{a^2}{1 - \frac{5}{8}} = \frac{a^2}{\frac{3}{8}} = \frac{8a^2}{3}$
$\frac{8a^2}{3} = \frac{32}{3} \Rightarrow a^2 = 4 \Rightarrow a = 2$
Ta có sai sót ở chỗ tính $a_2$. Tính lại như sau:
$\frac{S_2}{S_1} = \frac{1}{16} + \frac{9}{16} = \frac{10}{16} = \frac{5}{8}$
$T = \frac{S_1}{1 - \frac{5}{8}} = \frac{S_1}{\frac{3}{8}} = \frac{8S_1}{3} = \frac{32}{3}$
$\Rightarrow S_1 = 4 = a^2 \Rightarrow a = 2$
Nhưng đáp án này không có trong các lựa chọn. Xem lại đề bài.

Câu hỏi này thuộc đề thi trắc nghiệm dưới đây, bấm vào Bắt đầu thi để làm toàn bài

Câu hỏi liên quan