Start › Klasy › Klasa 3 LO — rozszerzony › Równania z szeregiem geometrycznym

Równania z szeregiem geometrycznym

Klasa 3 LO — rozszerzony — teoria, wzory, quizy i zadania do tego tematu.

∑Wzory 1

Ciąg geometryczny — suma n wyrazów
$$S_n=a_1\cdot\frac{1-q^n}{1-q}\ \ (q\neq1),\qquad S_n=n\cdot a_1\ \ (q=1)$$

Suma $n$ początkowych wyrazów ciągu geometrycznego.

Przykład: $a_1=1$, $q=2$, $n=6$: $S_6=\frac{1-64}{1-2}=63$.

📘Teoria 1

Szereg geometryczny (klasa 3 LO)

Definicja

Szereg geometryczny to suma wyrazów ciągu geometrycznego.

Zbieżność

Dla $|q|\lt 1$ suma nieskończona wynosi $S=\frac{a_1}{1-q}$.

Przykład

$1+\frac12+\frac14+\ldots=\frac{1}{1-\frac12}=2$.

Zastosowanie

Zamiana ułamka okresowego na zwykły, modele wygaszania.

🧩Quizy 1

✍Zadania dodatkowe 32

Zadania ćwiczeniowe ze zbiorów Matematix — z rozwiązaniami krok po kroku.

Zadanie nr 1

Oblicz $\lim_{n\to\infty}\frac{1}{n}$.

A $1$
B $0$
C $\infty$
D nie istnieje
Zadanie nr 2

Oblicz $\lim_{n\to\infty}\frac{2n+1}{n}$.

Zadanie nr 4

Oblicz $\lim_{n\to\infty}\frac{n+2}{n^2}$.

Zadanie nr 5

Oblicz $\lim_{n\to\infty}\frac{n^3-2n}{n^2+1}$.

Zadanie nr 6

Ciąg $a_n=\frac{1}{2^n}$ jest:

A zbieżny do $0$
B zbieżny do $1$
C rozbieżny do $\infty$
D stały
Zadanie nr 7

Oblicz sumę szeregu geometrycznego $1+\frac12+\frac14+\frac18+\ldots$

Zadanie nr 8

Szereg geometryczny jest zbieżny wtedy i tylko wtedy, gdy:

A $q>1$
B $q>0$
C $a_1>0$
D $|q|\lt 1$
Zadanie nr 9

Oblicz sumę szeregu $6+2+\frac23+\frac29+\ldots$

Zadanie nr 10

Oblicz $\lim_{n\to\infty}\left(3-\frac{5}{n}\right)$.

Zadanie nr 12

Oblicz $\lim_{n\to\infty}\frac{4n^2-n}{2n^2+3n}$.

Zadanie nr 13

Dla jakich wartości $x$ szereg geometryczny o ilorazie $q=x$ jest zbieżny?

Zadanie nr 14

Suma szeregu $\frac12+\frac14+\frac18+\ldots$ wynosi:

A $\frac12$
B $2$
C $1$
D $\infty$
Zadanie nr 15

Oblicz $\lim_{n\to\infty}\frac{5}{n^2+1}$.

Zadanie nr 16

Który ciąg jest zbieżny?

A $a_n=\frac{n}{n+1}$
B $a_n=n^2$
C $a_n=2^n$
D $a_n=3n-1$
Zadanie nr 17

Suma szeregu geometrycznego wynosi $12$, a pierwszy wyraz $a_1=8$. Wyznacz iloraz $q$.

Zadanie nr 19

Piłka spuszczona z wysokości $9$ m odbija się za każdym razem na $\frac13$ poprzedniej wysokości. Oblicz sumę wszystkich wysokości odbić (bez pierwszego spadku).

Zadanie nr 20

Zamień ułamek okresowy $0{,}(3)$ na ułamek zwykły, traktując go jako sumę szeregu geometrycznego.

Zadanie nr PR06.1

Oblicz sumę szeregu $12+6+3+\dots$

Zadanie nr PR06.2

Zapisz liczbę $0{,}(36)$ w postaci ułamka nieskracalnego.

Zadanie nr PR06.3

Wyznacz wszystkie $x$, dla których szereg $1+(x-1)+(x-1)^2+\dots$ jest zbieżny.

Zadanie nr PR06.4

Rozwiąż równanie $1+2x+4x^2+8x^3+\dots=\dfrac32$, którego lewa strona jest sumą szeregu geometrycznego.

Zadanie nr PR06.5

Suma wszystkich wyrazów nieskończonego ciągu geometrycznego jest równa $16$, a jego pierwszy wyraz jest równy $12$. Oblicz trzeci wyraz tego ciągu.

Zadanie nr PR06.6

Nieskończony ciąg geometryczny jest zbieżny, suma jego dwóch pierwszych wyrazów jest równa $12$, a suma wszystkich wyrazów jest równa $16$. Wyznacz pierwszy wyraz i iloraz tego ciągu. Rozważ wszystkie przypadki.

Zadanie nr PR06.7

Trójkąt równoboczny $T_1$ ma bok długości $a$. Trójkąt $T_{n+1}$ ma wierzchołki w środkach boków trójkąta $T_n$. Oblicz sumę obwodów oraz sumę pól wszystkich trójkątów $T_1,T_2,T_3,\dots$

Zadanie nr PR06.8

Rozwiąż równanie $1-x+x^2-x^3+\dots=2x$, którego lewa strona jest sumą szeregu geometrycznego.

Zadanie nr PR06.9

Korzystając ze wzoru na sumę szeregu geometrycznego, zapisz liczbę $2{,}1(6)$ w postaci ułamka nieskracalnego.

Zadanie nr PR06.10

Funkcja $f$ jest określona wzorem $f(x)=1+\dfrac1x+\dfrac1{x^2}+\dfrac1{x^3}+\dots$ dla tych $x$, dla których szereg jest zbieżny. Wyznacz dziedzinę funkcji $f$ i rozwiąż równanie $f(x)=\frac32$.

Zadanie nr PR06.11

Suma szeregu geometrycznego o $a_1=1$, $q=\tfrac12$ jest równa

A $2$
B $1$
C $\tfrac12$
D $\infty$
Zadanie nr PR06.12

Suma szeregu geometrycznego o $a_1=4$, $q=\tfrac12$ jest równa

A $4$
B $8$
C $2$
D $16$
Zadanie nr PR06.13

Szereg geometryczny jest zbieżny, gdy

A $|q|>1$
B $q>0$
C $|q|\lt 1$
D $q=1$
Zadanie nr PR06.14

Suma szeregu geometrycznego o $a_1=1$, $q=\tfrac13$ jest równa

A $3$
B $\tfrac13$
C $2$
D $\tfrac32$
Zadanie nr PR06.15

Oblicz sumę szeregu geometrycznego o $a_1=2$, $q=\tfrac12$.

📄Zadania z arkuszy 14

Prawdziwe zadania z arkuszy egzaminacyjnych (matura, egzamin ósmoklasisty, próbne) dotyczące tego tematu.

Zadanie nr 6 · Matura 2025
Ciąg $(a_n)$, określony dla każdej liczby naturalnej $n \geq 1$, jest geometryczny i zbieżny. W tym ciągu $a_1 + a_3 = 20$ i $a_1^2 + a_3^2 = 328$.
Oblicz sumę wszystkich wyrazów tego ciągu. Rozważ wszystkie przypadki. Zapisz obliczenia.
Zadanie nr 9 · Matura 2025

Ciąg \((a_n)\), określony dla każdej liczby naturalnej \(n\ge 1\), jest arytmetyczny i rosnący. W tym ciągu \(a_6=15\) oraz \(a_{15}=a_3\cdot(a_8-6)\).

Ciąg \((b_n)\), określony dla każdej liczby naturalnej \(n\ge 1\), jest geometryczny i \(b_1=a_{11}\) oraz \(b_2=a_6\).

Oblicz sumę wszystkich wyrazów ciągu \((b_n)\). Zapisz obliczenia.

Zadanie nr 7 · Matura 2024

Nieskończony ciąg geometryczny \((a_n)\) jest określony dla każdej liczby naturalnej \(n\ge 1\). Suma wszystkich wyrazów ciągu \((a_n)\) o numerach nieparzystych jest równa \(16\), tj.

\(a_1+a_3+a_5+\ldots=16\)

Ponadto \(a_1+a_3=\frac{5}{2}\cdot a_2\).

Wyznacz wzór ogólny na \(n\)-ty wyraz ciągu \((a_n)\). Zapisz obliczenia.

Zadanie nr 10 · Matura 2023
Określamy kwadraty $K_{1},K_{2},K_{3},\dots$ następująco: $K_{1}$ jest kwadratem o boku długości $a$; dla każdego $n\ge 2$ kwadrat $K_{n}$ ma każdy wierzchołek na innym boku kwadratu $K_{n-1}$ i dzieli ten bok w stosunku $1:3$. Obwody wszystkich tych kwadratów tworzą nieskończony ciąg geometryczny.
Oblicz sumę wszystkich wyrazów tego nieskończonego ciągu.
Zadanie nr 7 · Matura 2023

Dany jest nieskończony szereg geometryczny

\(2x-\frac{6x}{x-1}+\frac{18x}{(x-1)^2}-\frac{54x}{(x-1)^3}+\ldots\)

Wyznacz wszystkie wartości zmiennej \(x\) (różnej od \(0\) i od \(1\)), dla których suma tego szeregu istnieje i jest równa \(\frac{15}{2}\). Zapisz obliczenia.

Zadanie nr 10 · Matura 2022
Ciąg $(a_n)$, określony dla każdej liczby naturalnej $n\ge1$, jest geometryczny i ma wszystkie wyrazy dodatnie. Ponadto $a_1=675$ i $$a_{22}=\frac{5}{4}a_{23}+\frac{1}{5}a_{21}.$$ Ciąg $(b_n)$, określony dla każdej liczby naturalnej $n\ge1$, jest arytmetyczny. Suma wszystkich wyrazów ciągu $(a_n)$ jest równa sumie dwudziestu pięciu początkowych kolejnych wyrazów ciągu $(b_n)$. Ponadto $a_3=b_4$. Oblicz $b_1$.
Zadanie nr 10 · Matura 2022

Dany jest nieskończony ciąg geometryczny \((a_n)\), określony dla każdej liczby naturalnej \(n\ge 1\), którego iloraz \(q\) jest równy pierwszemu wyrazowi i spełnia warunek \(|q|\lt 1\).

Stosunek sumy \(S_N\) wszystkich wyrazów tego ciągu o numerach nieparzystych do sumy \(S_P\) wszystkich wyrazów tego ciągu o numerach parzystych jest równy różnicy tych sum, tj. \(\frac{S_N}{S_P}=S_N-S_P\).

Oblicz \(q\).

Zadanie nr 4 · Matura 2019

Nieskończony ciąg geometryczny \((a_n)\) jest określony w następujący sposób: \(a_1=\frac{3}{5}\) oraz \(a_{n+1}=\frac{2}{3}\cdot a_n\) dla \(n\ge 1\).

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Suma wszystkich wyrazów tego ciągu jest równa

A \(\frac{5}{3}\)
B \(\frac{10}{9}\)
C \(\frac{9}{10}\)
D \(\frac{9}{5}\)
Zadanie nr 11 · Matura 2018

Dany jest nieskończony ciąg okręgów \((o_n)\) o równaniach \(x^2+y^2=2^{11-n}\), \(n\ge 1\). Niech \(P_k\) będzie pierścieniem ograniczonym zewnętrznym okręgiem \(o_{2k-1}\) i wewnętrznym okręgiem \(o_{2k}\).

Oblicz sumę pól wszystkich pierścieni \(P_k\), gdzie \(k\ge 1\).

Zadanie nr 5 · Matura 2017

Dany jest nieskończony ciąg geometryczny, w którym iloraz jest trzy razy większy od pierwszego wyrazu, a suma wszystkich wyrazów tego ciągu jest równa \(\frac{1}{4}\).

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych.

Pierwszy wyraz tego ciągu jest równy

A \(\frac{3}{7}\)
B \(\frac{1}{7}\)
C \(\frac{7}{3}\)
D \(7\)
Zadanie nr 7 · Matura 2016
Dany jest ciąg geometryczny $(a_n)$ określony wzorem $$a_n=\left(\frac{1}{2x-371}\right)^{n}\qquad\text{dla } n\ge1.$$ Wszystkie wyrazy tego ciągu są dodatnie. Wyznacz najmniejszą liczbę całkowitą $x$, dla której nieskończony szereg $a_1+a_2+a_3+\ldots$ jest zbieżny.
Zadanie nr 6 · Matura 2016

Dany jest nieskończony ciąg geometryczny \((a_n)\) określony dla \(n\ge 1\), w którym iloraz jest równy pierwszemu wyrazowi, a suma wszystkich wyrazów tego ciągu jest równa \(12\).

Oblicz pierwszy wyraz tego ciągu. Podaj kolejno pierwsze trzy cyfry po przecinku otrzymanego wyniku.

Zadanie nr 7 · Matura 2014
Ciąg geometryczny $(a_n)$ ma $100$ wyrazów i są one liczbami dodatnimi. Suma wszystkich wyrazów o numerach nieparzystych jest sto razy większa od sumy wszystkich wyrazów o numerach parzystych oraz $$\log a_1+\log a_2+\log a_3+\ldots+\log a_{100}=100.$$ Oblicz $a_1$.
Zadanie nr 19 · Matura 2006

Nieskończony ciąg geometryczny \((a_n)\) jest zdefiniowany wzorem rekurencyjnym: \(a_1=2\), \(a_{n+1}=a_n\cdot\log_2(k-2)\), dla każdej liczby naturalnej \(n\ge1\). Wszystkie wyrazy tego ciągu są różne od zera. Wyznacz wszystkie wartości parametru \(k\), dla których istnieje suma wszystkich wyrazów nieskończonego ciągu \((a_n)\).

Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś — to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.