Dany jest trzywyrazowy ciąg (x+2, 4x+2, x+11). Oblicz wszystkie wartości x, dla których ten ciąg jest geometryczny.

Odpowiedź:      

\(x=-\frac{6}{5}\) oraz \(x=1\)

Rozwiązanie:      
Krok 1. Wykorzystanie własności dla trzech kolejnych wyrazów ciągu geometrycznego. Z własności ciągów geometrycznych wiemy, że dla trzech kolejnych wyrazów zachodzi następująca zależność: $${a_{2}}^2=a_{1}\cdot a_{3}$$ Podstawiając wyrazy z treści zadania otrzymamy następujące równanie: $$(4x+2)^2=(x+2)(x+11)$$ Teraz nasze równanie musimy uprościć, wymnażając przez siebie poszczególne wyrazy. Po lewej stronie równania będziemy mogli skorzystać ze wzoru skróconego mnożenia \((a+b)=a^2+2ab+b^2\), zatem: $$16x^2+16x+4=x^2+11x+2x+22 \           ,\ 16x^2+16x+4=x^2+13x+22 \           ,\ 15x^2+3x-18=0$$ Krok 2. Rozwiązanie powstałego równania kwadratowego. Powstało nam klasyczne równanie kwadratowe zapisane w postaci ogólnej, które teraz musimy rozwiązać, zatem: Współczynniki: \(a=15,\;b=3,\;c=-18\) $$Δ=b^2-4ac=3^2-4\cdot15\cdot(-18)=9-(-1080)=9+1080=1089 \           ,\ \sqrt{Δ}=\sqrt{1089}=33$$ $$x_{1}=\frac{-b-\sqrt{Δ}}{2a}=\frac{-3-33}{2\cdot15}=\frac{-36}{30}=-\frac{6}{5} \           ,\ x_{2}=\frac{-b+\sqrt{Δ}}{2a}=\frac{-3+33}{2\cdot15}=\frac{30}{30}=1$$ Krok 3. Interpretacja otrzymanego wyniku. Wyszły nam dwie różne wartości \(x\). Nie mamy powodu, by którąkolwiek z nich odrzucić (moglibyśmy odrzucać gdyby np. w treści zadania była informacja, że ciąg jest rosnący). W związku z tym rozwiązaniem tego zadania jest \(x=-\frac{6}{5}\) oraz \(x=1\).

Teoria:      
W trakcie opracowania