086_02M_q04
86 學測數學 第 4 題
📅 86 年 📝 學測數學 第 4 題 題型:單選 課綱:99課綱
有一個無窮等比級數,其和為 $\dfrac{8}{9}$,第四項為 $\dfrac{3}{32}$。已知公比為一有理數,則當公比以最簡分數表示時,其分母為
  1. $2$
  2. $3$
  3. $4$
  4. $6$
  5. $8$
無窮等比級數數列與級數微積分
答案

$(3)$

單選題

詳解
設此無窮等比級數的首項為 $a$,公比為 $r$。根據級數和公式,我們有: $$S = \dfrac{a}{1-r} = \dfrac{8}{9}$$ 又第四項為: $$a_4 = a r^3 = \dfrac{3}{32} \implies a = \dfrac{3}{32 r^3}$$ 將 $a$ 代入和公式可得: $$\dfrac{3}{32 r^3 (1-r)} = \dfrac{8}{9} \implies 256 r^3 (1-r) = 27 \implies 256 r^4 - 256 r^3 + 27 = 0$$ 已知 $r$ 為有理數,觀察 $256 = 4^4$,可嘗試 $r = \dfrac{3}{4}$: $$256 \left(\dfrac{3}{4}\\right)^3 \left(1 - \dfrac{3}{4}\\right) = 256 \times \dfrac{27}{64} \times \dfrac{1}{4} = 27$$ 方程式成立。因此公比 $r = \dfrac{3}{4}$,最簡分數分母為 $4$。故選 $(3)$。

題目來源:大學入學考試中心公開試題。

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