Для решения задачи о сумме геометрической прогрессии необходимо воспользоваться формулой суммы конечной геометрической прогрессии:
[ S_n = b_1 \frac{q^n - 1}{q - 1}, ]
где ( S_n ) — сумма первых ( n ) членов прогрессии, ( b_1 ) — первый член прогрессии, ( q ) — знаменатель прогрессии, и ( n ) — количество членов.
В данной задаче известно, что сумма ( S_n = 123 ), первый член ( b_1 = 41 ). Однако не указано, сколько членов прогрессии ( n ). Мы можем предположить, что ( n = 2 ) для упрощения задачи, так как информация о числе членов отсутствует.
Подставим известные значения в формулу:
[ 123 = 41 \frac{q^2 - 1}{q - 1}. ]
Упростим уравнение:
- Разделим обе части на 41:
[ 3 = \frac{q^2 - 1}{q - 1}. ]
- Умножим обе части на ( q - 1 ):
[ 3(q - 1) = q^2 - 1. ]
- Раскроем скобки:
[ 3q - 3 = q^2 - 1. ]
- Перенесем все в одну сторону уравнения:
[ q^2 - 3q + 2 = 0. ]
Теперь решим квадратное уравнение. Для этого найдем его корни с помощью формулы:
[ q = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}, ]
где ( a = 1 ), ( b = -3 ), ( c = 2 ).
Посчитаем дискриминант:
[ D = b^2 - 4ac = (-3)^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2 = 9 - 8 = 1. ]
Так как дискриминант положительный, уравнение имеет два корня:
[ q_1 = \frac{3 + \sqrt{1}}{2} = \frac{4}{2} = 2, ]
[ q_2 = \frac{3 - \sqrt{1}}{2} = \frac{2}{2} = 1. ]
Таким образом, возможны два варианта для знаменателя геометрической прогрессии: ( q = 2 ) или ( q = 1 ).
- Если ( q = 2 ), то прогрессия увеличивается, и все условия задачи выполняются.
- Если ( q = 1 ), то прогрессия будет постоянной, и сумма также будет равна 123.
Следовательно, исходя из условия задачи и предположения о ( n = 2 ), возможные значения знаменателя прогрессии: ( q = 2 ) или ( q = 1 ).
Если бы была известна точная длина прогрессии, это позволило бы однозначно определить значение ( q ).