Soru

Zorluk: Ortaİndirgemeli Diziler
Bir (an)(a_n) dizisinin ilk terimi a1=5a_1 = 5 olarak verilmiştir. Bu dizinin ardışık terimleri, her nZ+n \in \mathbb{Z}^+ için
(n+1)an+1nan=2n(n+1)a_{n+1} - n a_n = 2n
eşitliğini sağlamaktadır.

Buna göre, bu dizinin onuncu terimi olan a10a_{10} değeri kaçtır?

  1. A
    232\frac{23}{2}
  2. B
    779\frac{77}{9}
  3. 192\frac{19}{2}Cevap
  4. D
    5
  5. E
    95

Cevap

Dizinin onuncu terimi olan 192\frac{19}{2}
Dizinin genel terimini bulmak için bn=nanb_n = n \cdot a_n dönüşümü yapılır. Bu durumda verilen indirgeme bağıntısı bn+1bn=2nb_{n+1} - b_n = 2n şekline dönüşür. İlk terim b1=1a1=5b_1 = 1 \cdot a_1 = 5 olarak bulunur. Bağıntı n=1n=1 ile n=9n=9 arasındaki değerler için taraf tarafa toplandığında b10=b1+k=192k=5+90=95b_{10} = b_1 + \sum_{k=1}^{9} 2k = 5 + 90 = 95 elde edilir. Buradan 10a10=95    a10=9510=19210 \cdot a_{10} = 95 \implies a_{10} = \frac{95}{10} = \frac{19}{2} sonucuna ulaşılır.

Adım Adım Çözüm

1
bn=nanb_n = n \cdot a_n değişken dönüşümünün tanımlanması ve başlangıç koşulunun belirlenmesi
bn+1bn=2nb_{n+1} - b_n = 2n ve b1=5b_1 = 5 elde edilir.
Katsayısı değişken olan terimleri sadeleştirmek ve indirgeme bağıntısını daha basit bir forma getirmek için bu dönüşüm uygulanır.
2
nn değerlerine 1'den 9'a kadar değerler verilerek elde edilen eşitliklerin taraf tarafa toplanması
b10b1=k=192k=29102=90b_{10} - b_1 = \sum_{k=1}^{9} 2k = 2 \cdot \frac{9 \cdot 10}{2} = 90 olur.
Teleskobik toplam (birbirini götüren terimler) yöntemiyle doğrudan b10b_{10} terimine ulaşmak hedeflenir.
3
b10b_{10} değerinin hesaplanması ve orijinal dizi terimi a10a_{10}'a geri dönülmesi
b10=95    10a10=95    a10=192b_{10} = 95 \implies 10 \cdot a_{10} = 95 \implies a_{10} = \frac{19}{2} olarak bulunur.
b10=10a10b_{10} = 10 \cdot a_{10} eşitliği kullanılarak aranan a10a_{10} terimi elde edilir.

Anahtar Kavram

İndirgemeli dizilerde değişken değiştirme (bn=nanb_n = n \cdot a_n) yardımıyla bağıntının basitleştirilmesi ve teleskobik toplam yöntemiyle terim hesabı.
Bu soruyu puanla