so sánh các biểu thức sau: A = 1/21 + 1/22 + 1/23 + … + 1/50 và B = 3/4
Đối với bài toán này, chúng ta thấy rằng biểu thức A là tổng của rất nhiều phân số, và việc quy đồng mẫu số để tính chính xác tổng A là một việc rất khó khăn và phức tạp. Vì vậy, chúng ta sẽ không tính trực tiếp mà sẽ sử dụng phương pháp so sánh qua một biểu thức trung gian. Các con hãy chú ý theo dõi từng bước cô hướng dẫn nhé!
Bước 1: Phân tích biểu thức A
Đầu tiên, chúng ta hãy xem biểu thức A có bao nhiêu số hạng nhé.
Số các số hạng của A là: (50 – 21) + 1 = 30 (số hạng).
Cô sẽ chia 30 số hạng này thành 3 nhóm, mỗi nhóm có 10 số hạng như sau:
A = ( \( \frac{1}{21} + \frac{1}{22} + … + \frac{1}{30} \) ) + ( \( \frac{1}{31} + \frac{1}{32} + … + \frac{1}{40} \) ) + ( \( \frac{1}{41} + \frac{1}{42} + … + \frac{1}{50} \) )
Bước 2: So sánh và ước lượng giá trị của từng nhóm
Bây giờ, chúng ta sẽ tìm một giá trị nhỏ hơn giá trị của từng nhóm.
Nhóm thứ nhất: \( \frac{1}{21} + \frac{1}{22} + … + \frac{1}{30} \) (có 10 số hạng)
Ta thấy rằng, phân số nhỏ nhất trong nhóm này là \( \frac{1}{30} \).
Tất cả các số hạng khác trong nhóm đều lớn hơn \( \frac{1}{30} \).
Ví dụ: \( \frac{1}{21} > \frac{1}{30} \); \( \frac{1}{22} > \frac{1}{30} \); …
Do đó, tổng của nhóm này chắc chắn sẽ lớn hơn tổng của 10 số hạng mà mỗi số hạng đều là \( \frac{1}{30} \).
Tức là: \( \frac{1}{21} + \frac{1}{22} + … + \frac{1}{30} > \frac{1}{30} + \frac{1}{30} + … + \frac{1}{30} \) (10 số hạng)
Suy ra: \( \frac{1}{21} + \frac{1}{22} + … + \frac{1}{30} > 10 \times \frac{1}{30} = \frac{10}{30} = \frac{1}{3} \)
Nhóm thứ hai: \( \frac{1}{31} + \frac{1}{32} + … + \frac{1}{40} \) (có 10 số hạng)
Tương tự, phân số nhỏ nhất trong nhóm này là \( \frac{1}{40} \).
Mỗi số hạng trong nhóm này đều lớn hơn \( \frac{1}{40} \).
Do đó, tổng của nhóm này sẽ lớn hơn: \( 10 \times \frac{1}{40} = \frac{10}{40} = \frac{1}{4} \)
Nhóm thứ ba: \( \frac{1}{41} + \frac{1}{42} + … + \frac{1}{50} \) (có 10 số hạng)
Phân số nhỏ nhất trong nhóm này là \( \frac{1}{50} \).
Mỗi số hạng trong nhóm này đều lớn hơn \( \frac{1}{50} \).
Do đó, tổng của nhóm này sẽ lớn hơn: \( 10 \times \frac{1}{50} = \frac{10}{50} = \frac{1}{5} \)
Bước 3: Tính tổng các giá trị vừa tìm được và so sánh với A
Từ các phân tích ở trên, ta cộng các kết quả lại:
A > \( \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \frac{1}{5} \)
Bây giờ chúng ta sẽ tính tổng \( \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \frac{1}{5} \).
Ta chọn mẫu số chung là 60.
\[ \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \frac{1}{5} = \frac{20}{60} + \frac{15}{60} + \frac{12}{60} = \frac{20 + 15 + 12}{60} = \frac{47}{60} \]
Như vậy, ta đã chứng minh được rằng: A > \( \frac{47}{60} \).
Bước 4: So sánh giá trị trung gian với B và đưa ra kết luận cuối cùng
Bây giờ, chúng ta chỉ cần so sánh \( \frac{47}{60} \) với B = \( \frac{3}{4} \).
Để so sánh hai phân số này, ta lại quy đồng mẫu số. Ta có thể chọn mẫu số chung là 60.
\[ \frac{3}{4} = \frac{3 \times 15}{4 \times 15} = \frac{45}{60} \]
Ta thấy rõ ràng rằng:
\[ \frac{47}{60} > \frac{45}{60} \]
Điều này có nghĩa là \( \frac{47}{60} > \frac{3}{4} \), hay \( \frac{47}{60} > B \).
Ta đã có A > \( \frac{47}{60} \) và \( \frac{47}{60} > B \).
Theo tính chất bắc cầu trong so sánh, ta có thể kết luận A > B.
Kết luận:
Vậy, biểu thức A > B.
Các con thấy không, bằng cách chia nhóm và so sánh với một số trung gian, chúng ta đã giải quyết được bài toán một cách dễ dàng mà không cần phải tính toán phức tạp. Chúc các con học tốt nhé
\(A=1/21+1/22+1/23+…+1/50\)
\(⇒A=(1/21+1/22+…+1/30)+(1/31+1/32+…+1/40)+(1/41+1/42+…+1/50)\)
\(⇒A>(\underbrace{1/30+1/30+…+1/30}_{\text{10 số hạng}})+(\underbrace{1/40+1/40+…+1/40}_{\text{10 số hạng}})+(\underbrace{1/50+1/50+…+1/50}_{\text{10 số hạng}})\)
\(⇒A>10. 1/30+10. 1/40+10. 1/50\)
\(⇒A>10/30+10/40+10/50\)
\(⇒A>1/3+1/4+1/5\)
\(⇒A>{20+15+12}/60\)
\(⇒A>47/60>45/60=3/4\)
\(⇒A>B\)
Đáp án:
Giải thích các bước giải: