Question

[Bùi Thị Ngọc Yến Nhi]

Tính:

\(3^5.\left(\frac{1}{3}+\frac{1}{3^2}+\frac{1}{3^3}+\frac{1}{3^4}\right)+\left(\frac{1}{3^5}+\frac{1}{3^6}+\frac{1}{3^7}+\frac{1}{3^8}\right).3^9+....+\left(\frac{1}{3^{97}}+\frac{1}{3^{98}}+\frac{1}{3^{99}}+\frac{1}{3^{100}}\right).3^{101}\)

Answer 1

[Thuận]

Tính toán giá trị biểu thức:

Bước 1: Phân tích biểu thức:

Ta có thể nhóm các hạng tử trong biểu thức thành các nhóm có dạng:

(3^(n-1)/3 + 3^n/3 + 3^(n+1)/3 + 3^(n+2)/3) . 3^(n+4)

Với n = 1, 5, 9, ..., 97.

Bước 2: Tính giá trị từng nhóm:

Xét nhóm thứ nhất:

(3^0/3 + 3^1/3 + 3^2/3 + 3^3/3) . 3^5

= (1 + 3 + 3^2 + 3^3) . (3^4 . 3)

= (1 + 3 + 3^2 + 3^3) . 81

Ta có thể sử dụng công thức khai triển tổng của cấp số nhân để tính giá trị trong ngoặc:

1 + 3 + 3^2 + 3^3 = (1 - 3^4) / (1 - 3) = 80

Do đó, giá trị của nhóm thứ nhất là:

(80) . 81 = 6480

Tương tự, ta có thể tính giá trị các nhóm tiếp theo:

Giá trị nhóm thứ hai: (80) . 3^4 . 81 = 6480 . 3^4

Giá trị nhóm thứ ba: (80) . 3^8 . 81 = 6480 . 3^8

...

Giá trị nhóm thứ 25: (80) . 3^96 . 81 = 6480 . 3^96

Bước 3: Cộng các giá trị từng nhóm:

Giá trị của biểu thức là tổng giá trị của các nhóm:

6480 + 6480 . 3^4 + 6480 . 3^8 + ... + 6480 . 3^96

= 6480 (1 + 3^4 + 3^8 + ... + 3^96)

Bước 4: Tính tổng 1 + 3^4 + 3^8 + ... + 3^96:

Đây là một cấp số nhân với số hạng đầu tiên là 1, công bội là 3^4 và có 25 số hạng.

Tổng của cấp số nhân này là:

(1 - (3^4)^25) / (1 - 3^4) = (1 - 3^100) / (1 - 81) = (1 - 3^100) / -80

Bước 5: Thay giá trị và kết luận:

Thay giá trị tổng vào biểu thức, ta được:

6480 (1 + 3^4 + 3^8 + ... + 3^96) = 6480 . (1 - 3^100) / -80

= -81(1 - 3^100)

Vậy, giá trị của biểu thức là -81(1 - 3^100).

Lưu ý:

• Việc sử dụng công thức khai triển tổng cấp số nhân giúp đơn giản hóa việc tính giá trị các nhóm.
• Cần chú ý đến số hạng đầu tiên, công bội và số hạng của cấp số nhân khi áp dụng công thức.

Kết quả:

Giá trị của biểu thức là -81(1 - 3^100).

Chúc bạn thành công!