Бесконечно убывающая геометрическая прогрессия
Бесконечно убывающая геометрическая прогрессия — это геометрическая прогрессия, у которой модуль знаменателя меньше единицы. Только при этом условии сумма её бесконечного числа членов имеет конечное значение.
Условие существования суммы
Для прогрессии с первым членом \(b_1\) и знаменателем \(q\) бесконечная сумма существует, если \(|q|<1\). При этом она вычисляется по формуле, связанной с суммой геометрической прогрессии.
Если \(|q|\ge 1\), члены не стремятся к нулю (кроме отдельного случая нулевой прогрессии), поэтому конечной суммы в обычном смысле нет. При \(q=-1\) члены чередуются, при \(q>1\) их модули растут.
Рассмотрим прогрессию \(6; -3; 1{,}5; -0{,}75; \ldots\). Здесь \(b_1=6\), \(q=-\frac12\), поэтому \(|q|=\frac12<1\). Сумма равна \(S_{\infty}=\frac{6}{1-(-\frac12)}=\frac{6}{\frac32}=4\).
Убывание прогрессии не всегда означает, что каждый следующий член меньше предыдущего: при отрицательном \(q\) знаки чередуются. Важно, чтобы уменьшались модули членов и выполнялось условие \(|q|<1\).
Для какой прогрессии существует конечная сумма: \(10; 5; 2{,}5; \ldots\)?
Главное
- Бесконечно убывающая геометрическая прогрессия имеет \(|q|<1\).
- Её сумма существует и равна \(S_{\infty}=\frac{b_1}{1-q}\).
- При \(|q|\ge 1\) конечной суммы, как правило, нет.