Hình như là Ả rập Saudi thì phải
Năm nào thế bạn?
Với mỗi số nguyên dương k, ta xét dãy $\left ( a_{n} \right )_{n\geq 1}$ xác định bởi:
$a_{n}= \sqrt{k+ \sqrt{k+ ...+ \sqrt{k}}}$
Biểu thức trên có n dấu căn.
(i) Chứng minh rằng dãy số này hội tụ với mỗi số nguyên dương k.
(ii) Tìm k để giới hạn của dãy là số nguyên.
(ii) Chứng minh rằng k lẻ thì giới hạn của dãy là vô tỉ.
(i) Dãy $\{a_n\}$ có thể viết lại dưới dạng dãy truy hồi: $a_1=\sqrt{k},\quad a_{n+1}=\sqrt{k+a_n}, n\ge 1.$
Vì $f(x)=\sqrt{k+x}$ là hàm tăng trên $D=(0,\infty)$, $a_n \in D\forall n\in D, \quad a_1<a_2$ nên dãy $\{a_n\}$ là dãy tăng.
Hơn nữa, ta dễ dàng kiểm tra được $a_n\le \frac{1+\sqrt{1+4k}}{2}, n\ge 1.$
Suy ra dãy đơn điệu và bị chặn $\{a_n\}$ hội tụ.
Và dễ dàng chỉ ra $\lim a_n\le \frac{1+\sqrt{1+4k}}{2}.$
(ii) Giới hạn dãy $\{a_n\}$ là số nguyên khi và chỉ khi nguyên lớn hơn $\ell: \ell\ge 2$ sao cho
$$\ell=\frac{1+\sqrt{1+4k}}{2}. $$
Khi và chỉ khi số nguyên dương $k$ có dạng $ k=\ell^2-\ell, \ell\in \mathbb{N}: \ell\ge 2.$
(iii) $4k+1$ là số chính phương khi và chỉ khi $\ell\in \mathbb{Z}$ (lưu ý: $4k+1$ là số lẻ).
Do đó, với $k$ lẻ thì không tồn tại $\ell\in \mathbb{N}: \ell\ge 2$ sao cho $k=\ell^2-\ell$. Vì thế $\lim a_n \not\in \mathbb{Z} $ nên $4k+1$ không là số chính phương.
Suy ra $\lim a_n$ là số vô tỉ.
Bài viết đã được chỉnh sửa nội dung bởi An Infinitesimal: 05-01-2018 - 18:21