ติดตรงนี้? แก้มันด้วย AI
Algebra · real student question

ลำดับหนึ่งสอดคล้องกับ a(n) = 4a(n-1) - 4a(n-2) สำหรับจำนวนเต็ม n ตั้งแต่ 2 ขึ้นไป โดย a(0) = -2025 และ a(1) = 2026 ถ้า a(2025) = b คูณ 2^c เมื่อ b และ c เป็นค่าคงตัว จงหา b/c

Question

ลำดับ {an}\{a_n\} สอดคล้องกับ

an=4an−1−4an−2(n≥2)a_n=4a_{n-1}-4a_{n-2}\qquad(n\ge 2)

โดย a1=2026a_1=2026 และ a0=−2025a_0=-2025

ถ้า a2025=b⋅2ca_{2025}=b\cdot 2^{c} เมื่อ bb และ cc เป็นค่าคงตัว จงหา bc\dfrac{b}{c}

Step-by-step solution

  1. เขียนสมการลักษณะเฉพาะ สำหรับความสัมพันธ์เวียนเกิดเชิงเส้นที่มีสัมประสิทธิ์คงตัว การเดาว่า an=rna_n=r^n เปลี่ยนความสัมพันธ์ให้เป็นสมการพีชคณิต แทนลงใน an−4an−1+4an−2=0a_n-4a_{n-1}+4a_{n-2}=0 แล้วหารด้วย rn−2r^{n-2}

    r2−4r+4=0  ⟹  (r−2)2=0  ⟹  r=2 (รากซ้ำสองชั้น)r^2-4r+4=0\;\Longrightarrow\;(r-2)^2=0\;\Longrightarrow\;r=2\ \text{(รากซ้ำสองชั้น)}

  2. ใช้รูปผลเฉลยทั่วไปสำหรับกรณีรากซ้ำ รากซ้ำสองชั้นให้ผลเฉลยแบบเรขาคณิตเพียงตัวเดียวคือ 2n2^n ผลเฉลยอิสระตัวที่สองจึงต้องพ่วงตัวประกอบ nn เข้ามา

    an=(A+Bn) 2na_n=(A+Bn)\,2^{n}

    ขั้นนี้คือขั้นที่นักเรียนพลาดบ่อยที่สุด การเขียน A⋅2n+B⋅2nA\cdot 2^n+B\cdot 2^n จะยุบเหลือค่าคงตัวเดียว และจับคู่กับค่าเริ่มต้นอิสระสองค่าไม่ได้

  3. ปรับให้เข้ากับเงื่อนไขเริ่มต้นทั้งสอง จาก n=0n=0

    a0=(A+0)⋅20=A=−2025a_0=(A+0)\cdot 2^0=A=-2025

    จาก n=1n=1

    a1=(A+B)⋅2=2026  ⟹  A+B=1013  ⟹  B=1013+2025=3038a_1=(A+B)\cdot 2=2026\;\Longrightarrow\;A+B=1013\;\Longrightarrow\;B=1013+2025=3038

    ดังนั้น an=(3038n−2025) 2na_n=(3038n-2025)\,2^{n} ตรวจเร็ว ๆ: a2=(6076−2025)⋅4=16204a_2=(6076-2025)\cdot4=16204 และคำนวณตรง ๆ 4a1−4a0=4(2026)−4(−2025)=162044a_1-4a_0=4(2026)-4(-2025)=16204 ตรงกัน

  4. แทน n=2025n=2025 แล้วแยกตัวประกอบของสัมประสิทธิ์

    a2025=(3038⋅2025−2025) 22025=2025 (3038−1) 22025=2025⋅3037⋅22025a_{2025}=(3038\cdot 2025-2025)\,2^{2025}=2025\,(3038-1)\,2^{2025}=2025\cdot 3037\cdot 2^{2025}

    การดึงตัวประกอบร่วม 20252025 ออกมา ก่อน คูณ คือสิ่งที่ทำให้ขั้นสุดท้ายสะอาด ถ้ากระจายก่อนจะได้ 6,149,9256{,}149{,}925 แล้วต้องเอามาหารด้วย 20252025 กลับอยู่ดี

  5. อ่านค่า bb กับ cc แล้วหาร เทียบกับ a2025=b⋅2ca_{2025}=b\cdot 2^{c} ได้ b=2025⋅3037=6,149,925b=2025\cdot3037=6{,}149{,}925 และ c=2025c=2025 ดังนั้น

    bc=2025⋅30372025=3037\frac{b}{c}=\frac{2025\cdot 3037}{2025}=3037

    ตัวประกอบ 20252025 ตัดกันพอดี ซึ่งเป็นแก่นของวิธีที่โจทย์ถูกออกแบบมา คำตอบคือ B−1=3037B-1=3037

Answer

30373037

Need to solve a different problem like this? Open the solver →