Nekonečný geometrický rad · kompletná interaktívna lekcia

Nekonečný geometrický rad

Kedy sa nekonečné sčítanie „ustáli" na konečnom čísle? Vyskúšaj si konvergenciu na živej kalkulačke a preveď periodické čísla na zlomky.

Σ rad|q|<1 konverguje|q|≥1 diverguje
Poďme na to
01 Nekonečný rad02 Súčet radu03 Periodické čísla04 Aplikácie05 Kvíz
01 Základ

Nekonečný rad a čiastočné súčty

Čo znamená „sčítať nekonečne veľa čísel" a kedy to dáva konečný výsledok.

Nekonečný rad

Členy postupnosti postupne sčítavame: a₁ + a₂ + a₃ + …  (zápis Σ aᵢ).

Čiastočný súčet

sₙ = a₁ + … + aₙ. Ak má postupnosť (sₙ) konečnú limitu s, rad konverguje.

Otestuj sa — pojmy

Rad a čiastočné súčty.

02 Jadro témy

Konvergencia a súčet radu

O všetkom rozhoduje kvocient: ak je v absolútnej hodnote menší než 1, nekonečné sčítanie sa „ustáli".

Nekonečný súčet

konverguje ⇔ |q| < 1

s = a₁ / (1 − q)  (|q| < 1)

Konečný súčet (prvých n členov)

sₙ = a₁ · (1 − qⁿ)/(1 − q)

Platí pre každé q ≠ 1. Pri |q| < 1 z neho (qⁿ → 0) vznikne nekonečný súčet.

Kedy súčet NEEXISTUJE

Pre |q| ≥ 1 rad diverguje. Vzorec a₁/(1 − q) platí len pri |q| < 1.

Nutná podmienka konvergencie

Ak rad konverguje, musí platiť aₙ → 0. Opak neplatí: harmonický rad 1 + ½ + ⅓ + … má členy → 0, no diverguje. Pre geometrický rad je presnou podmienkou |q| < 1.

Živá kalkulačka — súčet radu

Mení a₁ a q a sleduj, či rad konverguje a aký má súčet.

Krok za krokom — odvodenie súčtu

Prečo s = a₁/(1 − q)?

Otestuj sa — konvergencia a súčet

Rozhodni a spočítaj.

03 Aplikácia

Periodické desatinné číslo na zlomok

Najkrajšia aplikácia: nekonečný rad premení 0,333… na presný zlomok 1/3.

Periodické desatinné číslo je nekonečný geometrický rad — preto sa vždy dá zapísať ako zlomok.

Rýdzo periodické

Perióda hneď za desatinnou čiarkou (0,3̄ ; 0,72̄). Perióda je geometrický rad: a₁ = perióda/10ᵏ, q = 1/10ᵏ, kde k je dĺžka periódy.

Zmiešané (s predperiódou)

Najprv neperiodická časť, potom perióda (0,16̄). Predperiódu pripočítaš zvlášť, perióda zostáva geometrickým radom.

Otoč kartu — periodické číslo → zlomok

Klikni a over si prevod.

Krok za krokom — zmiešané periodické číslo

Preveď 0,1666… (predperióda 1, perióda 6) na zlomok.

Otestuj sa — periodické čísla

Preveď na zlomok.

04 Aplikácia

Aplikácie a slovné úlohy

Nekonečný geometrický rad nie je len teória — opisuje odrazy lopty, vrstvenie útvarov aj slávne Zenónove paradoxy.

Odrážajúca sa lopta

Po každom odraze lopta vystúpi do zlomku r predošlej výšky → výšky tvoria geometrickú postupnosť, celková dráha je rad.

Vrstvené útvary

Štvorce či trojuholníky so stále menšou stranou: obsahy aj obvody tvoria geometrický rad s konečným súčtom.

Zenónove paradoxy

1/2 + 1/4 + 1/8 + … = 1 — nekonečne veľa krokov, no konečná dráha.

Postup pri slovnej úlohe

1) Urči, čo tvorí geometrickú postupnosť (výšky, obsahy, dĺžky). 2) Nájdi a₁ a q. 3) Over |q| < 1. 4) Dosaď do s = a₁/(1 − q). Pri odrazoch nezabudni, že lopta ide hore aj dole.

Krok za krokom — odrážajúca sa lopta

Lopta padá z 9 m, po každom odraze vystúpi do 2/3 výšky. Akú celkovú dráhu prejde?

Otestuj sa — slovné úlohy

Aplikuj vzorec na reálne situácie.

05 Test

Záverečný kvíz

Dvanásť otázok od podmienky konvergencie cez aplikácie po prevod na zlomok.

Záverečný kvíz — 12 otázok

Cez celú tému — konvergencia, súčet aj periodické čísla.