Trang chủ › Cẩm nang học tập › Cẩm nang kiến thức

Tổng cấp số nhân lùi vô hạn: Công thức và bài tập mẫu

schedule.svg

Thứ sáu, 24/4/2026 03:30 AM

Tác giả: Admin Hoclagioi

Nếu bạn đang học phần tổng cấp số nhân lùi vô hạn nhưng lại khó khăn trong việc áp dụng công thức hoặc xác định điều kiện. Thì trong bài viết này, Gia sư Học là Giỏi sẽ giúp bạn hệ thống lại lý thuyết theo chuẩn kiến thức sách Kết nối tri thức và cuộc sống và hướng dẫn chi tiết cách giải các dạng bài tập hay gặp.

Mục lục [Ẩn]

Cấp số nhân lùi vô hạn là gì?

Cấp số nhân lùi vô hạn là một cấp số nhân vô hạn có công bội q thỏa mãn điều kiện trị tuyệt đối của nó nhỏ hơn 1 (|q| < 1).

Đây là dãy số mà các số hạng càng về sau càng có giá trị tuyệt đối nhỏ dần và tiến dần về số 0.

Ví dụ: Dãy số: $8,4,2,1, \frac{1}{2}, \frac{1}{4}, \ldots$ có $\mathrm{q}=\frac{1}{2}$. Vi $\left|\frac{1}{2}\right|<1$ nên đây là cấp số nhân lùi vô hạn

Cấp số nhân lùi vô hạn là gì?

Công thức tính tổng cấp số nhân lùi vô hạn

Tổng cấp số nhân lùi vô hạn là tổng của một dãy số vô hạn $u_1, u_2, u_3, \ldots, u_n, \ldots$ trong đó mỗi số hạng sau bằng số hạng trước nhân với một công bội q cố định, thỏa mãn điều kiện trị tuyệt đối của công bội nhỏ hơn $1(|q|<1)$.

Khi $|\mathrm{q}|<1$, dãy số sẽ hội tụ và tổng S được xác định chính xác bằng công thức:

S=u11-q\mathrm{S}=\frac{u_1}{1-q}

Trong đó:
- $u_1$ : Số hạng đầu tiên của dãy.
- q : Công bội của cấp số nhân $(|\mathrm{q}|<1)$.

Đặc điểm:

an=a1·qn-1a_n=a_1 \cdot q^{n-1}

- Hội tụ: Nếu $|q|<1$, tổng có giá trị hữu hạn cụ thể.

- Phân kỳ: Nếu $|q| \geq 1$, dãy số sẽ phân kỳ và tổng của nó không xác định được theo công thức trên.

Ví dụ minh hoạ: Tính tổng của cấp số nhân lùi vô hạn $\left(u_n\right)$ với $u_n=\frac{3}{2^n}$

Lời giải

Số hạng đầu tiên $\left(u_1\right)$ : Thay $\mathrm{n}=1$ vào công thức $u_n$, ta có: $u_1=\frac{3}{2}$

Số hạng đầu tiên $\left(u_2\right)$ : Thay $\mathrm{n}=2$ vào công thức $u_n$, ta có: $u_2=\frac{3}{4}$

→ Công bội $\mathrm{q}=\frac{u_2}{u_1}=\frac{1}{2}$
$\mathrm{Vi}|\mathrm{q}|=\left|\frac{1}{2}\right|<1$ nên đây là một cấp số nhân lùi vô hạn.

S=u11-q=321-12=3\mathrm{S}=\frac{u_1}{1-q}=\frac{\frac{3}{2}}{1-\frac{1}{2}}=3

Vậy tổng của cấp số nhân lùi vô hạn đã cho là $\mathrm{S}=3$.

Công thức tính tổng cấp số nhân lùi vô hạn

Bài tập tính tổng cấp số nhân lùi vô hạn

Dưới đây là hệ thống bài tập tính tổng cấp số nhân lùi vô hạn đi từ cơ bản đến nâng cao, kèm hướng dẫn rõ ràng để bạn luyện. 

Dạng bài: Tìm số hạng đầu ( $u_1$ ) và công bội (q)

Hướng làm: Sử dụng công thức số hạng tổng quát $u_n=u_1 \cdot q^{n-1}(|q|<1)$ để biểu diễn các dữ kiện đề bài cho theo $u_1$ và q .

Ví dụ minh hoạ: Tìm số hạng đầu và công bội của một CSN lùi vô hạn, biết tổng của nó bằng 4 và số hạng thứ hai bằng $\frac{3}{4}$.

Lời giải

S=u11-q=4→u1=4(1-q)(1)S=\frac{u_1}{1-q}=4 \rightarrow u_1=4(1-q)(1)

Số hạng thứ hai: $u_2=u_1 \cdot \mathrm{q}=\frac{3}{4}$ (2)

Thay (1) vào (2): $4(1-q) \cdot q=\frac{3}{4} \leftrightarrow 4 q-4 q^2=\frac{3}{4} \leftrightarrow 16 q^2-16 q+3=0$

Giải phương trình bậc hai ta được: $\mathrm{q}=\frac{3}{4}$ hoặc $\mathrm{q}=\frac{1}{4}$ (đều thoả mãn $|\mathrm{q}|<1$ )

Với $\mathrm{q}=\frac{3}{4} \rightarrow u_1=1$

Với $\mathrm{q}=\frac{1}{4} \rightarrow u_1=3$

Luyện tập

Bài 1: Tim số hạng đầu $u_1$ và công bội q của một cấp số nhân lùi vô hạn, biết rằng tổng của cấp số nhân này là $S=6$ và số hạng đầu tiên gấp đôi công bội.

Bài 2: Tìm công bội q và số hạng đầu $u_1$ của cấp số nhân lùi vô hạn $\left(u_n\right)$, biết số hạng đầu $u_1=3$ và tổng của các số hạng từ số hạng thứ hai trở đi bằng 1 .

Bài 3: Tìm cấp số nhân lùi vô hạn $(u)$ biết rằng: $\left\{\begin{array}{l}u_1-u_3=\frac{3}{4} \\ S=2\end{array}\right.$

Bài 4: Tìm số hạng đầu và công bội của một cấp số nhân lùi vô hạn $\left(u_n\right)$, biết tổng của cấp số nhân là $\mathrm{S}=3$ và tổng các bình phương của các số hạng của nó là $S_2=\frac{9}{2}$.

Bài 5: Tìm số hạng đầu $u_1$ và công bội q của cấp số nhân lùi vô hạn tạo nên số thập phân vô hạn tuần hoàn sau: 0,212121 .... Từ đó hãy viết số này dưới dạng phân số tối giản.

Dạng bài: Tính tổng cấp số nhân lùi vô hạn

Hướng làm:

- Xác định số hạng đầu $u_1$.

- Tính công bội $\mathrm{q}=\frac{u_{n+1}}{u_n}$ với điều kiện $|\mathrm{q}|<1$

- Công thức tính tổng: $\mathrm{S}=\frac{u_1}{1-q}$

Ví dụ minh hoạ: $\mathrm{S}=1-\frac{1}{2}+\frac{1}{4}-\frac{1}{8}+\ldots+\left(-\frac{1}{2}\right)^{n-1}+\ldots$

Lời giải

Đây là tổng của một CSN lùi vô hạn với:

Số hạng đầu $u_1=1$.

Công bội $\mathrm{q}=-\frac{1}{2}$ (thỏa mãn $|\mathrm{q}|<1$ ).

Áp dụng công thức tính tổng: $\mathrm{S}=\frac{u_1}{1-q}=\frac{2}{3}$

Luyện tập

Bài 1: Tính tổng của cấp số nhân lùi vô hạn ( $u_n$ ) sau: $\mathrm{S}=12+4+\frac{4}{3}+\frac{4}{9}+\ldots$

Bài 2: Tính tổng của cấp số nhân lùi vô hạn $\left(u_n\right)$ sau:

S=12-14+18-116+…+-12n+…\mathrm{S}=\frac{1}{2}-\frac{1}{4}+\frac{1}{8}-\frac{1}{16}+\ldots+\left(-\frac{1}{2}\right)^n+\ldots

Bài 3: Viết số thập phân vô hạn tuần hoàn sau dưới dạng phân số tối giản: $\mathrm{x}=0,323232 \ldots$

Bài 4: Tìm số thực x thỏa mãn phương trình: $1+\mathrm{x}+x^2+x^3+\ldots+x^n+\ldots=5$ với điều kiện $|\mathrm{x}|<1$.

Bài 5: Cho một tam giác đều $A_1 B_1 C_1$ có cạnh bằng a. Người ta dựng tam giác đều $A_2 B_2 C_2$ bằng cách nối các trung điểm của các cạnh tam giác $A_1 B_1 C_1$. Tiếp tục quá trình này để dựng các tam giác $A_3 B_3 C_3, A_4 B_4 C_4$,.... Tính tổng chu vì của tất cả các tam giác được tạo thành (bao gồm cả tam giác đầu tiên).

Dạng bài: Chứng minh tính hội tụ

Hướng làm: Để chứng minh một dãy số (hoặc tổng) hội tụ về một giá trị, ta cần chứng minh đó là một CSN có công bội thỏa mãn |q| < 1. 

Ví dụ minh họa: Cho hình vuông $C_1$ có cạnh bằng 4. Người ta nối các trung điểm của các cạnh hình vuông $C_1$ để được hình vuông $C_2$, rồi lại nối các trung điểm của cạnh $C_2$ để được $C_3 \ldots$. Cứ tiếp tục như vậy. Chứng minh rằng tổng diện tích của các hình vuông $C_1, C_2, \ldots, C_n$ hội tụ và tính tổng đó.

Lời giải:

Gọi $a_n$ là cạnh của hình vuông $C_n$. Ta có $a_1=4$.

- Theo tính chất đường trung bình và Pitago, cạnh hình vuông tiếp theo là $a_{n+1}= \frac{a_n}{\sqrt{2}}$

- Diện tích hình vuông $C_n$ là $S_n=a_n^2$.

- Diện tích hình vuông tiếp theo $S_{n+1}=a_n^2+1=\left(\frac{a_n}{\sqrt{2}}\right)^2=\frac{a_n^2}{2}=\frac{1}{2} S_n$

- Vi $q=\frac{1}{2}$ và $|q|<1$, nên dãy diện tích là một CSN lùi vô hạn, do đó tổng diện tích hội tụ.

- Tồng diện tích: $\mathrm{S}=\frac{S_1}{1-q}=\frac{4^2}{1-\frac{1}{2}}=\frac{16}{\frac{1}{2}}=32$

Luyện tập

Bài 1: Cho dãy số $\left(u_n\right)$ với số hạng tổng quát $u_n=\frac{3 \cdot 2^n}{5^{n+1}}$. Chứng minh dãy số này hội tụ và tính tổng của nó.

Bài 2: Cho cấp số nhân $\left(u_n\right)$ có các số hạng đều dương và thỏa mãn: $u_1+u_2=15$ và $u_3+u_4=\frac{15}{4}$. Chứng minh rằng chuỗi số $u_1+u_2+u_3+\ldots .+u_n+\ldots$ là một chuỗi hội tụ.

Bài 3: Cho hình tròn $\left(C_1\right)$ có bán kính $\mathrm{R}=1$. Người ta dựng hình tròn $\left(C_1\right)$ có diện tích bằng $1 / 4$ diện tích hình tròn $\left(C_1\right)$, hình tròn $\left(C_3\right)$ có diện tích bằng $1 / 4$ diện tích hình tròn $\left(C_2\right)$, và cứ tiếp tục như thế. Chứng minh rằng tổng diện tích của tất cả các hình tròn $\left(C_n\right)$ là một đại lượng hữu hạn (hội tụ) và tính giá trị đó.

Bài 4: Cho cấp số nhân vô hạn $\left(u_n\right)$ có công bội q . Biết rằng tổng của n số hạng đầu tiên là $S_n$ và lim ${ }_{n \rightarrow \infty} S_n=\mathrm{L}$ (với L là một số thực hữu hạn).

Bài 5: Một con rùa cách đích 100 m . Giờ thứ nhất nó đi được $1 / 2$ quãng đường $(50 \mathrm{~m})$. Giờ thứ hai nó đi được $1 / 2$ quãng đường còn lại $(25 \mathrm{~m})$. Giờ thứ n nó đi được $1 / 2$ quãng đường còn lại của giờ thứ n-1.

a) Thiết lập dãy số $d_n$ là quãng đường con rùa đi được trong giờ thứ n.

b) Chứng minh rằng dù thời gian có tiến đến vô hạn, tổng quãng đường con rùa đi được không bao giờ vượt quá 100 m (tổng hội tụ).

Bài tập tính tổng cấp số nhân lùi vô hạn

Hy vọng qua phần công thức và các bài tập vận dụng, bạn đã nắm được cách nhận dạng và giải dạng toán tổng cấp số nhân lùi vô hạn hiệu quả hơn. Nếu bạn vẫn còn gặp khó khăn, Gia sư Học là Giỏi sẽ luôn đồng hành cùng bạn để củng cố kiến thức và nâng cao kỹ năng giải toán. 

Tham gia ngay Khóa học Toán lớp 11 tại hệ thống giáo dục Học là Giỏi để có thể luyện tập với nhiều bài tập tổng cấp số nhân lùi vô hạn được chọn lọc sát đề kiểm tra thực tế.

Chủ đề:

Đăng ký học thử ngay hôm nay

Để con học sớm - Ôn sâu và nhận ưu đãi học phí!

Bài viết liên quan

Khoảng biến thiên, khoảng tứ phân vị và giá trị ngoại lệ lớp 12
schedule

Thứ tư, 7/10/2026 03:49 AM

Khoảng biến thiên, khoảng tứ phân vị và giá trị ngoại lệ lớp 12

Khi phân tích một mẫu số liệu, chỉ nhìn vào các giá trị lớn hay nhỏ là chưa đủ để đánh giá dữ liệu phân tán như thế nào. Khoảng biến thiên, khoảng tứ phân vị và giá trị ngoại lệ giúp con có thêm những công cụ để nhìn rõ đặc điểm của mẫu số liệu. Đây cũng là nội dung được trình bày trong SGK Kết nối tri thức với cuộc sống, tạo nền tảng để học sinh đọc hiểu và phân tích số liệu một cách có cơ sở. Hãy cùng Học là Giỏi hệ thống lại phần kiến thức lý thuyết và bài tập trọng tâm dựa theo SGK Kết nối tri thức với cuộc sống trong bài dưới đây.

Hệ trục tọa độ trong không gian lớp 12: Lý thuyết & Bài tập
schedule

Thứ ba, 6/10/2026 04:45 PM

Hệ trục tọa độ trong không gian lớp 12: Lý thuyết & Bài tập

Hệ trục tọa độ trong không gian là một nội dung mà học sinh lớp 12 cần nắm vững trong chương trình Toán. Với cách tiếp cận bằng tọa độ, những điểm, vectơ hay đối tượng hình học vốn khá trừu tượng sẽ được biểu diễn bằng các con số cụ thể, giúp con dễ hình dung, tính toán và giải bài. Bám sát SGK Toán 12 Kết nối tri thức với cuộc sống, Học là Giỏi đã hệ thống phần lý thuyết trọng tâm kèm bài tập vận dụng, giúp con củng cố kiến thức, rèn kỹ năng khi làm bài.

Học Toán 12: Biểu thức tọa độ của các phép toán vectơ
schedule

Thứ hai, 5/10/2026 10:06 AM

Học Toán 12: Biểu thức tọa độ của các phép toán vectơ

Biểu thức tọa độ của các phép toán vectơ là cách đưa những phép tính trên vectơ về dạng tọa độ cụ thể, nhờ đó việc cộng, trừ hay nhân vectơ với một số trở nên trực quan và thuận tiện hơn. Nội dung dưới đây được Học là Giỏi tổng hợp và biên soạn dựa trên kiến thức trong SGK Kết nối tri thức với cuộc sống, từ công thức đến cách áp dụng vào từng dạng bài.

Chuyên đề khảo sát sự biến thiên của hàm số ôn thi ĐH
schedule

Thứ bảy, 3/10/2026 04:25 AM

Chuyên đề khảo sát sự biến thiên của hàm số ôn thi ĐH

Khảo sát sự biến thiên của hàm số là một trong những nội dung quan trọng khi học ứng dụng đạo hàm. Từ dấu của đạo hàm đến cách xác định khoảng đồng biến, nghịch biến, học sinh cần nắm được mối liên hệ giữa từng bước để giải quyết bài toán chính xác. Nội dung sau, Học là Giỏi đã hệ thống lại kiến thức của sách giáo khoa Kết nối tri thức với cuộc sống, phù hợp để con củng cố kiến thức trước các kỳ thi quan trọng.

Cách tìm đường tiệm cận của đồ thị hàm số chi tiết
schedule

Thứ năm, 1/10/2026 10:50 AM

Cách tìm đường tiệm cận của đồ thị hàm số chi tiết

Tiệm cận đứng, tiệm cận ngang hay tiệm cận xiên đều mô tả một cách khác nhau về xu hướng của đồ thị hàm số. Vì vậy, để tìm đúng đường tiệm cận của đồ thị hàm số, con cần phân biệt được điều kiện xuất hiện của từng loại. Bài viết này, Học là Giỏi tổng hợp cách nhận biết và xác định từng loại tiệm cận trong sách giáo khoa Kết nối tri thức với cuộc sống lớp 12 để con dễ theo dõi và vận dụng.

Chuyên đề Toán: Giá trị lớn nhất nhỏ nhất của hàm số
schedule

Thứ tư, 30/9/2026 07:37 AM

Chuyên đề Toán: Giá trị lớn nhất nhỏ nhất của hàm số

Không phải bài toán giá trị lớn nhất nhỏ nhất của hàm số nào cũng được giải theo cùng một cách. Tùy vào tập xác định, khoảng xét và đặc điểm của hàm số, các con có thể cần sử dụng bảng biến thiên, đạo hàm hoặc khai thác trực tiếp biểu thức và đồ thị. Bám sát nội dung SGK Kết nối tri thức với cuộc sống, Học là Giỏi sẽ lần lượt làm rõ những dạng bài thường gặp để con dễ nhận diện và áp dụng.

message.svg zalo.png