अध्याय 8 अनुक्रम और श्रेणी अभ्यास 8.2
अभ्यास 8.2
1. एक $G.P.$ के $20^{\text{वां}}$ और $n^{\text{वां}}$ पद ज्ञात कीजिए जो कि $\dfrac{5}{2}, \dfrac{5}{4}, \dfrac{5}{8}, \ldots$ है।
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उत्तर :
दिया गया $G.P.$ है $\dfrac{5}{2}, \dfrac{5}{4}, \dfrac{5}{8}, \ldots$
यहाँ, $a=$ पहला पद $=\dfrac{5}{2}$
$r=\text{ सार्व अनुपात }=\dfrac{\dfrac{5}{4}}{\dfrac{5}{2}}=\dfrac{1}{2} $
$a _ {20}=a r^{20-1}=\dfrac{5}{2}\left(\dfrac{1}{2}\right)^{19}=\dfrac{5}{\left(2\right)\left(2\right)^{19}}=\dfrac{5}{\left(2\right)^{20}} $
$a_n=a r^{n-1}=\dfrac{5}{2}\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n-1}=\dfrac{5}{\left(2\right)\left(2\right)^{n-1}}=\dfrac{5}{\left(2\right)^{n}}$
2. एक $G.P.$ के $8^{\text{वां}}$ पद 192 है और सार्व अनुपात 2 है। इसके $12^{\text{वां}}$ पद ज्ञात कीजिए।
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उत्तर :
सार्व अनुपात, $r=2$
मान लीजिए $a$ एक $G.P.$ का पहला पद है।
$ \begin{aligned} & a r^{8.1} \ \Rightarrow a r^{7}=192 \\ \\ & a\left(2\right)^{7}=192 \\ \\ & a\left(2\right)^{7}=\left(2\right)^{6}\left(3\right) \\ \\ & \Rightarrow a=\dfrac{\left(2\right)^{6} \times 3}{\left(2\right)^{7}}=\dfrac{3}{2} \\ \\ & \therefore \ \ a _ {12}=a r^{12-1}=\left(\dfrac{3}{2}\right)\left(2\right)^{11}=\left(3\right)\left(2\right)^{10}=3072 \end{aligned} $
3. एक $G.P.$ के $5^{\text{वां}}, 8^{\text{वां}}$ और $11^{\text{वां}}$ पद क्रमशः $p, q$ और $s$ हैं। सिद्ध कीजिए कि $q^{2}=p s$।
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उत्तर :
मान लीजिए $a$ एक $G.P.$ का पहला पद और $r$ इसका सार्व अनुपात है।
दिए गए शर्त के अनुसार,
$a_5=a r^{5 - 1}=a r^{4}=p\qquad \ldots(1)$
$a_8=a r^{8 - 1}=a r^{7}=q \qquad \ldots(2)$
$a_{11}=a r^{11 -1}=a r^{10}=s \qquad \ldots(3)$
समीकरण $\left(2\right)$ को समीकरण $\left(1\right)$ से विभाजित करने पर,
हम प्राप्त करते हैं $\dfrac{a r^{7}}{a r^{4}}=\dfrac{q}{p}$
$r^{3}=\dfrac{q}{p}\qquad \ldots(4)$
समीकरण $\left(3\right)$ को $\left(2\right)$ से विभाजित करने पर,
हम प्राप्त करते हैं $\dfrac{a r^{10}}{a r^{7}}=\dfrac{s}{q}$
$\Rightarrow r^{3}=\dfrac{s}{q}\qquad \ldots(5)$
$\left(4\right)$ और $\left(5\right)$ में प्राप्त $r^{3}$ के मान की तुलना करने पर,
हम प्राप्त करते हैं $\dfrac{q}{p}=\dfrac{s}{q}$
$\Rightarrow q^{2}=p s$
इस प्रकार, दिया गया परिणाम सिद्ध हो गया।
4. एक $G.P.$ का $4^{\text{th }}$ पद उसके दूसरे पद के वर्ग के बराबर है, और पहला पद $-3$ है। इसका $7^{\text{th }}$ पद ज्ञात कीजिए।
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Answer :
मान लीजिए $a$ एक $G.P.$ का पहला पद और $r$ उसका सार्व अनुपात है।
$\therefore \ \ a=-3$
ज्ञात है कि, $a_n=a r^{n-1}$
$\therefore \ \ a_4=a r^{3}=\left(-3\right) r^{3}$
$\quad \ \ a_2=a r^{1}=\left(-3\right) r$
दिए गए शर्त के अनुसार,
$\left(-3\right) r^{3}=[\left(-3\right) r]^{2}$
$\Rightarrow-3 r^{3}=9 r^{2}$
$\Rightarrow r=-3$
अब, श्रेणी का $7^{\text{th }}$ पद है
$a r^{7-1}=a r^{6}=\left(-3\right)\left(-3\right)^{6}=-\left(3\right)^{7}=-2187$
इस प्रकार, $G.P.$ का सातवाँ पद $-2187$ है।
5. निम्नलिखित श्रेणियों में से कौन-सा पद:
$\left(a\right) \ \ 2,2 \sqrt{2}, 4, \ldots$ $128$ है?
$\left(b\right) \ \ \sqrt{3}, 3,3 \sqrt{3}, \ldots$ $729$ है?
$\left(c\right) \ \ \dfrac{1}{3}, \dfrac{1}{9}, \dfrac{1}{27}, \ldots$ $\dfrac{1}{19683}$ है?
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Answer :
$\left(a\right) \ $ दी गई श्रेणी $2,2 \sqrt{2}, 4, \ldots$ है।
यहाँ, $a=2$ और $r=\dfrac{2 \sqrt{2}}{2}=\sqrt{2}$
मान लीजिए दी गई श्रेणी का $n^{\text{th }}$ पद $128$ है।
$a_n=a r^{n-1}$
$\Rightarrow\left(2\right)\left(\sqrt{2}\right)^{n-1}=128$
$\Rightarrow\left(2\right)\left(2\right)^{\frac{n-1}{2}}=\left(2\right)^{7}$
$\Rightarrow\left(2\right)^{\frac{n-1}{2}+1}=\left(2\right)^{7}$
दोनों ओर की तुलना करने पर।
$\therefore \ \ \dfrac{n-1}{2}+1=7$
$\Rightarrow \dfrac{n-1}{2}=6$
$\Rightarrow n-1=12$
$\Rightarrow n=13$
इस प्रकार, दी गई श्रेणी का $13^{\text{th }}$ पद $128$ है।
$\left(b\right) \ $ दी गई अनुक्रम $\sqrt{3}, 3,3 \sqrt{3}, \ldots$ है।
यहाँ,
$ a=\sqrt{3} \text{ और } r=\dfrac{3}{\sqrt{3}}=\sqrt{3} $
मान लीजिए दिए गए अनुक्रम के $n^{\text{th }}$ पद $729$ है।
$\qquad a_n=a r^{n-1}$
$\therefore \ \ a r^{n-1}=729$
$\Rightarrow\left(\sqrt{3}\right)\left(\sqrt{3}\right)^{n-1}=729$
$\Rightarrow\left(3\right)^{\frac{1}{2}}\left(3\right)^{\frac{n-1}{2}}=\left(3\right)^{6}$
$\Rightarrow\left(3\right)^{\frac{1}{2}+\frac{n-1}{2}}=\left(3\right)^{6}$
दोनों ओर की तुलना करें।
$\therefore \ \ \dfrac{1}{2}+\dfrac{n-1}{2}=6$
$\Rightarrow \dfrac{1+n-1}{2}=6$
$\Rightarrow n=12$
इस प्रकार, दिए गए अनुक्रम का $12^{\text{th }}$ पद $729$ है।
$\left(c\right) \ $ दी गई अनुक्रम $\dfrac{1}{3}, \dfrac{1}{9}, \dfrac{1}{27}, \ldots$ है।
यहाँ, $\quad a=\dfrac{1}{3}$ और $r=\dfrac{1}{9} \div \dfrac{1}{3}=\dfrac{1}{3}$
मान लीजिए दिए गए अनुक्रम के $n^{\text{th }}$ पद $\dfrac{1}{19683}$ है।
$a_n=a r^{n-1}$
$\therefore \ \ a r^{n-1}=\dfrac{1}{19683}$
$\Rightarrow\left(\dfrac{1}{3}\right)\left(\dfrac{1}{3}\right)^{n-1}=\dfrac{1}{19683}$
$\Rightarrow\left(\dfrac{1}{3}\right)^{n}=\left(\dfrac{1}{3}\right)^{9}$
दोनों ओर की तुलना करें।
$\Rightarrow n=9$
इस प्रकार, दिए गए अनुक्रम का $9^{\text{th }}$ पद $\dfrac{1}{19683}$ है।
6. $x$ के किन मानों के लिए संख्याएँ $-\dfrac{2}{7}, x,-\dfrac{7}{2}$ गुणोत्तर श्रेणी (G.P.) में होंगी?
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उत्तर :
दी गई संख्याएँ $\dfrac{-2}{7}, x, \dfrac{-7}{2}$ हैं।
$ \text { सामान्य अनुपात }=\dfrac{x}{-2 / 7}=\dfrac{-7 x}{2} $
$ \text { भी, सामान्य अनुपात }=\dfrac{-7 / 2}{x}=\dfrac{-7}{2 x} $
$ \begin{aligned} & \therefore \ \ \dfrac{-7 x}{2}=\dfrac{-7}{2 x} \\ & \Rightarrow x^2=\dfrac{-2 \times 7}{-2 \times 7}=1 \\ & \Rightarrow x=\sqrt{1} \\ & \Rightarrow x= \pm 1 \end{aligned} $
इस प्रकार, $x= \pm 1$ के लिए दी गई संख्याएँ G.P. में होंगी।
7 से 10 तक के प्रश्नों में गुणोत्तर श्रेणी में दिए गए संख्याओं के लिए निर्दिष्ट संख्या तक योग ज्ञात कीजिए :
7. $0.15, \ 0.015, \ 0.0015, \ \ldots 20$ पद।
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उत्तर :
दिया गया $G.P.$ है $0.15,0.015,0.00015, \ldots$
यहाँ, $a=0.15$ और
$ r=\dfrac{0.015}{0.15}=0.1 $
$S_n=\dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
$\therefore \ \ S _ {20}=\dfrac{0.15[1-\left(0.1\right)^{20}]}{1-0.1}$
$ \qquad\quad=\dfrac{0.15}{0.9}[1-\left(0.1\right)^{20}] $
$ \qquad\quad=\dfrac{15}{90}[1-\left(0.1\right)^{20}] $
$\qquad\quad=\dfrac{1}{6}[1-\left(0.1\right)^{20}]$
8. $\sqrt{7}, \sqrt{21}, 3 \sqrt{7}, \ldots n$ पद।
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उत्तर :
दिया गया G.P. है $\sqrt{7}, \sqrt{21}, 3 \sqrt{7}, \ldots$
यहाँ, $a=\sqrt{7}$
$ \ r=\dfrac{\sqrt{21}}{\sqrt{7}}=\sqrt{3}$
$S _ {n}=\dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
$\therefore \ \ S_n=\dfrac{\sqrt{7}[1-\left(\sqrt{3}\right)^{n}]}{1-\sqrt{3}}$
$\qquad \quad =\dfrac{\sqrt{7}[1-\left(\sqrt{3}\right)^{n}]}{1-\sqrt{3}} \times \dfrac{1+\sqrt{3}}{1+\sqrt{3}}$
$($ परिशोधन करके $)$
$\qquad \quad =\dfrac{\sqrt{7}\left(1+\sqrt{3}\right)[1-\left(\sqrt{3}\right)^{n}]}{1-3}$
$\qquad \quad =\dfrac{-\sqrt{7}\left(1+\sqrt{3}\right)}{2}\big[1-\left(3\right)^{\frac{n}{2}}\big]$
$\qquad \quad =\dfrac{\sqrt{7}\left(1+\sqrt{3}\right)}{2}\big[\left(3\right)^{\frac{n}{2}}-1\big]$
9. $1,-a, a^{2},-a^{3}, \ldots n$ पद $($ यदि $ a \neq -1 ).$
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उत्तर :
दिया गया $G.P.$ है $1,-a, a^{2},-a^{3}, \ldots n$ पद
यहाँ, पहला पद $=a_1=1$
सामान्य अनुपात $=r=- a$
$ \begin{aligned} & S_n=\dfrac{a_1\left(1-r^{n}\right)}{1-r} \\ \\ & \therefore \ \ S_n=\dfrac{1[1-\left(-a\right)^{n}]}{1-\left(-a\right)}=\dfrac{[1-\left(-a\right)^{n}]}{1+a} \end{aligned} $
10. $x^{3}, x^{5}, x^{7}, \ldots n$ पद $($ यदि $ x \neq \pm 1 ).$
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उत्तर :
दिया गया $G.P.$ है $x^{3}, x^{5}, x^{7}, \ldots$
यहाँ,
$a=x^{3}$ और $r=x^{2}$
$S_n=\dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}=\dfrac{x^{3}[1-\left(x^{2}\right)^{n}]}{1-x^{2}}=\dfrac{x^{3}\left(1-x^{2 n}\right)}{1-x^{2}}$
11. मूल्यांकन करें $\sum _ {k=1}^{11}\left(2+3^{k}\right)$
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उत्तर :
$\sum _ {k=1}^{11}\left(2+3^{k}\right)=\sum _ {k=1}^{11}\left(2\right)+\sum _ {k=1}^{11} 3^{k}=2\left(11\right)+\sum _ {k=1}^{11} 3^{k}=22+\sum _ {k=1}^{11} 3^{k}\qquad \ldots(1)$
$\sum _ {k=1}^{11} 3^{k}=3^{1}+3^{2}+3^{3}+\ldots+3^{11}$
इस अनुक्रम के पद $3,3^{2}, 3^{3}, \ldots$ एक $G.P.$ बनाते हैं।
$\quad S_n=\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow S _ {11}=\dfrac{3[\left(3\right)^{11}-1]}{3-1}$
$\Rightarrow S _ {11}=\dfrac{3}{2}\left(3^{11}-1\right)$
$\therefore \ \ \sum _ {k=1}^{11} 3^{k}=\dfrac{3}{2}\left(3^{11}-1\right)$
समीकरण $\left(1\right)$ में इस मान को रखने पर,
हम प्राप्त करते हैं $\sum _ {k=1}^{11}\left(2+3^{k}\right)=22+\dfrac{3}{2}\left(3^{11}-1\right)$
12. एक $G.P.$ के पहले तीन पदों का योग $\dfrac{39}{10}$ है और उनका गुणनफल $1$ है। सार्व अनुपात और पद ज्ञात कीजिए।
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उत्तर :
मान लीजिए $\dfrac{a}{r}, a, a r$ एक $G.P.$ के पहले तीन पद हैं।
$\dfrac{a}{r}+a+a r=\dfrac{39}{10}\qquad \ldots(1)$
$\left(\dfrac{a}{r}\right)\left(a\right)\left(a r\right)=1\qquad \ldots(2)$
समीकरण $\left(2\right)$ से,
हम प्राप्त करते हैं $a^{3}=1$
$\Rightarrow a=1$ (केवल वास्तविक मूलों को ध्यान में रखते हुए)
समीकरण $\left(1\right)$ में $a=1$ को रखने पर,
हम प्राप्त करते हैं $\dfrac{1}{r}+1+r=\dfrac{39}{10}$
$\Rightarrow 1+r+r^{2}=\dfrac{39}{10} r$
$\Rightarrow 10+10 r+10 r^{2}-39 r=0$
$\Rightarrow 10 r^{2}-29 r+10=0$
$\Rightarrow 10 r^{2}-25 r-4 r+10=0$
$\Rightarrow 5 r\left(2 r-5\right)-2\left(2 r-5\right)=0$
$\Rightarrow\left(5 r-2\right)\left(2 r-5\right)=0$
$\Rightarrow r=\dfrac{2}{5}$ या $\dfrac{5}{2}$
इस प्रकार, $G.P.$ के तीन पद $\dfrac{5}{2}, 1$, और $\dfrac{2}{5}$ हैं।
13. $G.P.$ $3,3^{2}, 3^{3}, \ldots$ के कितने पद लेने पर योग $120$ प्राप्त होगा?
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उत्तर :
दिया गया $G.P.$ $3,3^{2}, 3^{3}, \ldots$
$S_7=\dfrac{729\left(1-\left(\dfrac{2}{3}\right)^{7}\right)}{1-\dfrac{2}{3}}$
$\Rightarrow S_7=\dfrac{729\left(1-\dfrac{128}{2187}\right)}{\dfrac{1}{3}}$
$\Rightarrow S_7=729 \times 3 \times \left(1-\dfrac{128}{2187}\right)$
$\Rightarrow S_7=2187 \times \left(\dfrac{2187-128}{2187}\right)$
$\Rightarrow S_7=2187 \times \dfrac{2059}{2187}$
$\Rightarrow S_7=2059$
16. Find the sum of $n$ terms of the $G.P.$ $1, \dfrac{1}{2}, \dfrac{1}{4}, \dfrac{1}{8}, \ldots$
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Answer :
Here, $a=1$ and $r=\dfrac{1}{2}$
The sum of $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n=\dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
$\Rightarrow S_n=\dfrac{1\left(1-\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n}\right)}{1-\dfrac{1}{2}}$
$\Rightarrow S_n=\dfrac{1-\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n}}{\dfrac{1}{2}}$
$\Rightarrow S_n=2\left(1-\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n}\right)$
17. Find the sum of $n$ terms of the $G.P.$ $x, x^{2}, x^{3}, \ldots$
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Answer :
Here, $a=x$ and $r=x$
The sum of $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n=\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow S_n=\dfrac{x\left(x^{n}-1\right)}{x-1}$
18. If the sum of $n$ terms of a $G.P.$ is $120$ and the sum of $2n$ terms is $60,$ find the sum of $3n$ terms.
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Answer :
Let the first term be $a$ and the common ratio be $r$.
Sum of $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n=\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{r-1}=120\qquad \ldots(1)$
Sum of $2n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_{2n}=\dfrac{a\left(r^{2n}-1\right)}{r-1}=60\qquad \ldots(2)$
Dividing equation $\left(2\right)$ by $\left(1\right)$, we obtain
$\dfrac{S_{2n}}{S_n}=\dfrac{\dfrac{a\left(r^{2n}-1\right)}{r-1}}{\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{r-1}}=\dfrac{r^{2n}-1}{r^{n}-1}=\dfrac{60}{120}=\dfrac{1}{2}$
$\Rightarrow \dfrac{r^{2n}-1}{r^{n}-1}=\dfrac{1}{2}$
Let $r^{n}=y$, then the above equation becomes
$\dfrac{y^{2}-1}{y-1}=\dfrac{1}{2}$
$\Rightarrow \dfrac{(y-1)(y+1)}{y-1}=\dfrac{1}{2}$
$\Rightarrow y+1=\dfrac{1}{2}$
$\Rightarrow y=-\dfrac{1}{2}$
$\Rightarrow r^{n}=-\dfrac{1}{2}$
Now, the sum of $3n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_{3n}=\dfrac{a\left(r^{3n}-1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow S_{3n}=\dfrac{a\left((r^{n})^{3}-1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow S_{3n}=\dfrac{a\left((- \dfrac{1}{2})^{3}-1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow S_{3n}=\dfrac{a\left(-\dfrac{1}{8}-1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow S_{3n}=\dfrac{a\left(-\dfrac{9}{8}\right)}{r-1}$
From equation $\left(1\right)$, we have
$\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{r-1}=120$
$\Rightarrow \dfrac{a\left(-\dfrac{1}{2}-1\right)}{r-1}=120$
$\Rightarrow \dfrac{a\left(-\dfrac{3}{2}\right)}{r-1}=120$
$\Rightarrow \dfrac{a}{r-1}=-\dfrac{240}{3}=-80$
Substituting this value in the expression for $S_{3n}$, we get
$S_{3n}=-80 \times \left(-\dfrac{9}{8}\right)=90$
Thus, the sum of $3n$ terms is $90$.
19. If the sum of $n$ terms of a $G.P.$ is $S_n$, and the sum of $2n$ terms is $S_{2n}$, and the sum of $3n$ terms is $S_{3n}$, then prove that $S_{2n}-S_n=S_{3n}-S_{2n}$.
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Answer :
Let the first term be $a$ and the common ratio be $r$.
Sum of $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n=\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{r-1}$
Sum of $2n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_{2n}=\dfrac{a\left(r^{2n}-1\right)}{r-1}$
Sum of $3n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_{3n}=\dfrac{a\left(r^{3n}-1\right)}{r-1}$
Now, $S_{2n}-S_n=\dfrac{a\left(r^{2n}-1\right)}{r-1}-\dfrac{a\left(r^{n}-1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow S_{2n}-S_n=\dfrac{a\left(r^{2n}-1-r^{n}+1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow S_{2n}-S_n=\dfrac{a\left(r^{2n}-r^{n}\right)}{r-1}$
Similarly, $S_{3n}-S_{2n}=\dfrac{a\left(r^{3n}-1\right)}{r-1}-\dfrac{a\left(r^{2n}-1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow S_{3n}-S_{2n}=\dfrac{a\left(r^{3n}-1-r^{2n}+1\right)}{r-1}$
$\Rightarrow S_{3n}-S_{2n}=\dfrac{a\left(r^{3n}-r^{2n}\right)}{r-1}$
Now, $S_{2n}-S_n=\dfrac{a\left(r^{2n}-r^{n}\right)}{r-1}$ and $S_{3n}-S_{2n}=\dfrac{a\left(r^{3n}-r^{2n}\right)}{r-1}$
Let us factor out $r^{n}$ from both expressions:
$S_{2n}-S_n=\dfrac{a r^{n}\left(r^{n}-1\right)}{r-1}$
$S_{3n}-S_{2n}=\dfrac{a r^{2n}\left(r^{n}-1\right)}{r-1}$
Now, we can see that $S_{2n}-S_n$ is a multiple of $r^{n}$ and $S_{3n}-S_{2n}$ is a multiple of $r^{2n}$. Since $r^{2n}=r^{n} \cdot r^{n}$, we can write:
$S_{3n}-S_{2n}=r^{n} \cdot \left(S_{2n}-S_n\right)$
Thus, $S_{2n}-S_n=S_{3n}-S_{2n}$ is not generally true. However, if we consider the case where $r=1$, then the $G.P.$ becomes an arithmetic progression with common difference $0$, and the sum of $n$ terms is $n \cdot a$. In this case, $S_{2n}-S_n=n \cdot a$ and $S_{3n}-S_{2n}=n \cdot a$, so $S_{2n}-S_n=S_{3n}-S_{2n}$ is true.
Therefore, the given statement is not generally true, but it is true when $r=1$.
20. Show that the sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is $S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$, where $r \ne 1$.
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Answer :
Let the first term be $a$ and the common ratio be $r$.
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = a + ar + ar^2 + \ldots + ar^{n-1}$
This is a geometric series with first term $a$ and common ratio $r$. The sum of a geometric series is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
where $r \ne 1$.
Thus, the sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is $S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$, where $r \ne 1$.
21. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $1, 2, 4, 8, \ldots$
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Answer :
Here, $a=1$ and $r=2$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
$\Rightarrow S_n = \dfrac{1\left(1-2^{n}\right)}{1-2}$
$\Rightarrow S_n = \dfrac{1-2^{n}}{-1}$
$\Rightarrow S_n = 2^{n} - 1$
22. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $1, \dfrac{1}{2}, \dfrac{1}{4}, \dfrac{1}{8}, \ldots$
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Answer :
Here, $a=1$ and $r=\dfrac{1}{2}$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
$\Rightarrow S_n = \dfrac{1\left(1-\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n}\right)}{1-\dfrac{1}{2}}$
$\Rightarrow S_n = \dfrac{1-\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n}}{\dfrac{1}{2}}$
$\Rightarrow S_n = 2\left(1-\left(\dfrac{1}{2}\right)^{n}\right)$
23. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $x, x^{2}, x^{3}, \ldots$
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Answer :
Here, $a=x$ and $r=x$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
$\Rightarrow S_n = \dfrac{x\left(1-x^{n}\right)}{1-x}$
24. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots$
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Answer :
Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
25. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Answer :
Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
26. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Answer :
Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
27. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Answer :
Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
28. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Answer :
Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
29. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Answer :
Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
30. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
31. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
32. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
33. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
34. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
35. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
36. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
37. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
38. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
39. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
40. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
41. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{,n}\right)}{1-r}$
42. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
43. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
44. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
45. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
46. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
47. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
48. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
49. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
50. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
51. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
52. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
53. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
54. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
55. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
56. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
57. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
58. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
59. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
60. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
61. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
62. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
63. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
64. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
65. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
66. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
67. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
68. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
69. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
70. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
71. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
72. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
73. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
74. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
75. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
76. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
77. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
78. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
79. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
80. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
81. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
82. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
83. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
84. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
85. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
86. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
87. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
88. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
89. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
90. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
91. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
92. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
93. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
94. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
95. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
96. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
97. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
98. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
99. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
100. Find the sum of the first $n$ terms of the following $G.P.$: $a, ar, ar^{2}, \ldots, ar^{n-1}$
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Here, $a=a$ and $r=r$
The sum of the first $n$ terms of a $G.P.$ is given by
$S_n = \dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
To find the sum of the first $ n $ terms of a geometric progression (G.P.), we use the formula:
$$ S_n = a \frac{1 - r^n}{1 - r}, \quad \text{where } r \ne 1 $$
Explanation:
- $ a $: First term of the G.P.
- $ r $: Common ratio (the factor by which each term is multiplied to get the next term)
- $ n $: Number of terms
This formula is derived from the sum of a finite geometric series.
Example:
Suppose the G.P. is: $ 2, 6, 18, 54, \ldots $
- $ a = 2 $
- $ r = 3 $
- $ n = 5 $
Then,
$$ S_5 = 2 \cdot \frac{1 - 3^5}{1 - 3} = 2 \cdot \frac{1 - 243}{-2} = 2 \cdot \frac{-242}{-2} = 2 \cdot 121 = 242 $$
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Final Answer:
$$ \boxed{S_n = a \frac{1 - r^n}{1 - r}} $$
This is the general formula for the sum of the first $ n $ terms of a geometric progression.
\therefore \ \ S_7 & =\dfrac{729\bigg[1-\left(\dfrac{2}{3}\right)^{7}\bigg]}{1-\dfrac{2}{3}} \\ \\ & =3 \times 729\bigg[1-\left(\dfrac{2}{3}\right)^{7}\bigg] \\ \\ & =\left(3\right)^{7}\bigg[\dfrac{\left(3\right)^{7}-\left(2\right)^{7}}{\left(3\right)^{7}}\bigg] \\ \\ & =\left(3\right)^{7}-\left(2\right)^{7} \\ \\ & =2187-128 \\ \\ & =2059 \end{aligned} $
16. एक $G.P.$ ज्ञात कीजिए जिसके पहले दो पदों का योग $-4$ है और पांचवां पद तीसरे पद का चार गुना है।
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उत्तर :
तो $G.P.$ है $a, a r, a r^2,\ldots$
दिया गया है, $T_1+T_2=-4\qquad \ldots(1)$
और $T_5=4 T_3\qquad \ldots(2)$
अब, $(1)$ से,
$ a+a r=-4 \Rightarrow a(1+r)=-4\qquad \ldots(3) $
और $(2)$ से,
$ \begin{aligned} & a r^4=4 a r^2 \\ \\ & \Rightarrow r^4-4 r^2=0 \qquad [\because \ \ a \neq 0] \\ & \Rightarrow r^2\left(r^2-4\right)=0 \\ \\ & \Rightarrow r^2=4 \qquad [\because \ \ r \neq 0] \\ & \Rightarrow r= \pm 2 \Rightarrow r=2 \text { या } r=-2 \end{aligned} $
$ r=2 $ को (3) में सब्स्टिट्यूट करने पर, हम प्राप्त करते हैं
$ a(1+2)=-4 \Rightarrow a=\frac{-4}{3} $
$ r=-2 $ को (3) में सब्स्टिट्यूट करने पर, हम प्राप्त करते हैं
$ a(1-2)=-4 \Rightarrow a=4 $
केस (i): यदि $a=-\frac{4}{3}, r=2$, तो आवश्यक $G.P.$ है
$ \begin{aligned} & \frac{-4}{3}, \frac{-4}{3} \times 2, \frac{-4}{3} \times 2^{2}, \ldots \\ & \text { अर्थात } \frac{-4}{3}, \frac{-8}{3}, \frac{-16}{3}, \cdots \end{aligned} $
केस (ii): यदि $a=4, r=-2$, तो आवश्यक $G.P. \ $ है $ \ 4,4 \times(-2), 4 \times(-2)^2, \cdots \cdots$
अर्थात, $4,-8,16, \cdots \cdots$
17. यदि किसी $G.P.$ के $4^{\text{th }}, 10^{\text{th }}$ और $16^{\text{th }}$ पद क्रमशः $x, y$ और $z$ हैं, तो सिद्ध कीजिए कि $x$, $y$, $z$ $G.P.$ में हैं।
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उत्तर :
मान लीजिए $a$ एक $G.P.$ का पहला पद और $r$ उसका सार्व अनुपात है।
दिए गए शर्त के अनुसार,
$a_4=a r^{3}=x\qquad \ldots(1)$
$a _ {10}=a r^{9}=y\qquad \ldots(2)$
$a _ {16}=a r^{15}=z\qquad \ldots(3)$
भाग $\left(2\right)$ को $\left(1\right)$ से विभाजित करने पर,
हम प्राप्त करते हैं $\dfrac{y}{x}=\dfrac{a r^{9}}{a r^{3}} $
$\Rightarrow \dfrac{y}{x}=r^{6}$
भाग $\left(3\right)$ को $\left(2\right)$ से विभाजित करने पर,
हम प्राप्त करते हैं $\dfrac{z}{y}=\dfrac{a r^{15}}{a r^{9}} $
$\Rightarrow \dfrac{z}{y}=r^{6}$
$\therefore \ \ \dfrac{y}{x}=\dfrac{z}{y}$
इसलिए, $x, y, z$ $G. P.$ में हैं।
18. अनुक्रम $8,88,888,8888 \ldots$ के $n$ पदों का योग ज्ञात कीजिए।
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Answer :
दिया गया अनुक्रम $8,88,888,8888 \ldots$ है।
इस अनुक्रम के गुणोत्तर श्रेणी (G.P.) नहीं है। हालांकि, इसे गुणोत्तर श्रेणी में बदला जा सकता है द्वारा पदों को लिखा जा सकता है
$S_n=8+88+888+8888+$ लेकर $n$ पदों तक
$\quad \ =\dfrac{8}{9}\bigg[9+99+999+9999+….$ लेकर $n$ पदों तक $\bigg]$
$\quad \ =\dfrac{8}{9}\bigg[\left(10-1\right)+\left(10^{2}-1\right)+\left(10^{3}-1\right)+\left(10^{4}-1\right)+\ldots \ldots $ लेकर $n$ पदों तक $\bigg]$
$\quad \ =\dfrac{8}{9}\bigg[(10+10^{2}+\ldots . . n..$ पदों लेकर $)-(1+1+1+\ldots . n$ पदों लेकर $.)\bigg]$
$\quad \ =\dfrac{8}{9}\bigg[\dfrac{10\left(10^{n}-1\right)}{10-1}-n\bigg]$
$\quad \ =\dfrac{8}{9}\bigg[\dfrac{10\left(10^{n}-1\right)}{9}-n\bigg]$
$\quad \ =\dfrac{80}{81}\left(10^{n}-1\right)-\dfrac{8}{9} n$
19. अनुक्रम $2,4,8,16,32$ और $128,32,8,2, \dfrac{1}{2}$ के संगत पदों के गुणनफल के योग ज्ञात कीजिए।
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Answer :
आवश्यक योग $=2 \times 128+4 \times 32+8 \times 8+16 \times 2+32 \times \dfrac{1}{2}$
$\hspace{1.9cm}=64\bigg[4+2+1+\dfrac{1}{2}+\dfrac{1}{2^{2}}\bigg]$
यहाँ, $4,2,1, \dfrac{1}{2}, \dfrac{1}{2^{2}} \ $ एक $G.P.$ है।
पहला पद, $a=4$
सार्व अनुपात, $r=\dfrac{1}{2}$
ज्ञात है कि, $S_n=\dfrac{a\left(1-r^{n}\right)}{1-r}$
$\therefore \ \ S_5=\dfrac{4\bigg[1-\left(\dfrac{1}{2}\right)^{5}\bigg]}{1-\dfrac{1}{2}}=\dfrac{4\bigg[1-\dfrac{1}{32}\bigg]}{\dfrac{1}{2}}=8\left(\dfrac{32-1}{32}\right)=\dfrac{31}{4}$
$\therefore \ \ $ आवश्यक योग $=$ $ 64\left(\dfrac{31}{4}\right)=\left(16\right)\left(31\right)=496 `
$
20. सिद्ध करें कि अनुक्रमों $a, a r, a r^{2}$, $\ldots a r^{n-1}$ और $A, AR, AR^{2}, \ldots AR^{n-1}$ के संगत पदों के गुणनफल एक $G.P.$ बनाते हैं, और सामान्य अनुपात ज्ञात करें।
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उत्तर :
सिद्ध करना है कि अनुक्रम, $a A, \ a r A R, \ a r^{2} A R^{2}, \ldots a r^{n -1} A R^{n - 1}$, एक $G.P.$ बनाता है।
$$ \begin{aligned} & \dfrac{\text{ दूसरा पद }}{\text{ पहला पद }}=\dfrac{a r A R}{a A}=r R \\ \\ & \dfrac{\text{ तीसरा पद }}{\text{ दूसरा पद }}=\dfrac{a r^{2} A R^{2}}{a r A R}=r R \end{aligned} $$
इस प्रकार, उपरोक्त अनुक्रम एक $G.P.$ बनाता है और सामान्य अनुपात $r R$ है।
21. एक गुणोत्तर श्रेणी (G.P.) के चार संख्याएँ ज्ञात करें जिनमें तीसरा पद पहले पद से 9 अधिक हो और दूसरा पद $4^{\text{वां}}$ पद से 18 अधिक हो।
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उत्तर :
मान लीजिए $a$ पहला पद है और $r$ गुणोत्तर श्रेणी का सामान्य अनुपात है।
$a_1=a, a_2=a r, a_3=a r^{2}, a_4=a r^{3}$
दिए गए शर्त के अनुसार,
$a_3=a_1+9$
$\Rightarrow a r^{2}=a+9\qquad \ldots(1)$
$a_2=a_4+18$
$\Rightarrow a r=a r^{3}+18\qquad \ldots(2)$
समीकरण (1) और (2) से,
हम प्राप्त करते हैं
$a\left(r^{2}- 1\right)=9\qquad \ldots(3)$
$ar\left(1-r^{2}\right)=18\qquad \ldots(4)$
समीकरण (4) को समीकरण (3) से विभाजित करने पर,
हम प्राप्त करते हैं $\dfrac{a r\left(1-r^{2}\right)}{a\left(r^{2}-1\right)}=\dfrac{18}{9}$
$\Rightarrow-r=2$
$\Rightarrow r=-2$
समीकरण (1) में $r$ का मान रखने पर,
हम प्राप्त करते हैं $4 a=a+9$
$\Rightarrow 3 a=9$
$\therefore \ \ a=3$
इस प्रकार, गुणोत्तर श्रेणी के पहले चार पद $3,-6,12,-24$ हैं।
22. एक गुणोत्तर श्रेणी (G.P.) के $p^{\text{वां}}, q^{\text{वां}}$ और $r^{\text{वां}}$ पद क्रमशः $a, b$ और $c$ हों। सिद्ध करें कि $ a^{q-r} b^{r-p} c^{p-q}=1 $
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उत्तर :
मान लीजिए $A$ गुणोत्तर श्रेणी का पहला पद है और $R$ इसका सामान्य अनुपात है।
दिए गए जानकारी के अनुसार,
Let $A$ be the first term and $R$ be the common ratio of the $G.P.$
According to the given information,
a = A \cdot R^{p-1}, \quad b = A \cdot R^{q-1}, \quad c = A \cdot R^{r-1}
Taking the logarithm of both sides of the equation $a^{q-r} b^{r-p} c^{p-q}=1$, we get:
$$ (q - r) \log a + (r - p) \log b + (p - q) \log c = 0 $$
Substituting the values of $a, b,$ and $c$ in terms of $A$ and $R$, we get:
$$ (q - r) \log (A \cdot R^{p-1}) + (r - p) \log (A \cdot R^{q-1}) + (p - q) \log (A \cdot R^{r-1}) = 0 $$
Simplifying the logarithmic expressions:
$$ (q - r)(\log A + (p - 1)\log R) + (r - p)(\log A + (q - 1)\log R) + (p - q)(\log A + (r - 1)\log R) = 0 $$
Expanding and simplifying:
$$ (q - r)\log A + (q - r)(p - 1)\log R + (r - p)\log A + (r - p)(q - 1)\log R + (p - q)\log A + (p - q)(r - 1)\log R = 0 $$
Grouping the terms involving $\log A$ and $\log R$:
$$ [(q - r) + (r - p) + (p - q)]\log A + [(q - r)(p - 1) + (r - p)(q - 1) + (p - q)(r - 1)]\log R = 0 $$
Simplifying the coefficients:
$$ 0 \cdot \log A + [(q - r)(p - 1) + (r - p)(q - 1) + (p - q)(r - 1)]\log R = 0 $$
Since the coefficient of $\log A$ is zero, the equation reduces to:
$$ [(q - r)(p - 1) + (r - p)(q - 1) + (p - q)(r - 1)]\log R = 0 $$
This implies that the coefficient of $\log R$ must be zero:
$$ (q - r)(p - 1) + (r - p)(q - 1) + (p - q)(r - 1) = 0 $$
Expanding and simplifying:
$$ (q - r)(p - 1) + (r - p)(q - 1) + (p - q)(r - 1) = 0 $$
$$ (q - r)(p - 1) + (r - p)(q
$A R^{p-1}=a$
$A R^{q-1}=b$
$A R^{r-1}=c$
$a^{q-r} b^{r-p} C^{p-q}$ $=A^{q-r} \times R^{\left(p-1\right)\left(q-r\right)} \times A^{r-p} \times R^{\left(q-1\right)\left(r-p\right)} \times A^{p-q} \times R^{\left(r-1\right)\left(p-q\right)}$
$\hspace{2cm}=A ^{(q-r+r-p+p-q)} \times R^{\left( p q-p r-q+r\right)+\left(r q-r+p-p q\right)+\left(p r-p-q r+q\right)}$
$\hspace{2cm}=A^{0} \times R^{0}=1$
इसलिए, दिया गया परिणाम सिद्ध हो गया।
23. यदि एक गुणोत्तर श्रेणी (G.P.) के पहला और $n^{\text{th }}$ पद क्रमशः $a$ और $b$ हैं, और यदि $P$ श्रेणी के $n$ पदों के गुणनफल है, तो सिद्ध कीजिए कि $P^{2}=\left(a b\right)^{n}$।
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उत्तर :
G.P. का पहला पद $a$ है और अंतिम पद $b$ है।
इसलिए, G.P. है $a, a r, a r^{2}, a r^{3}, \ldots a r^{n-1}$, जहाँ $r$ सार्व अनुपात है।
$b=ar^{n-1}$
$P=$ $n$ पदों का गुणनफल
$\quad=\left(a\right)\left(a r\right)\left(a r^{2}\right) \ldots\left(a r^{n-1}\right)$
$\quad=\left(a \times a \times \ldots a\right)\left(r \times r^{2} \times \ldots r^{{n-1}}\right)$
$\quad=a^{n} r^{1+2+3\ldots \left(n-1\right) }$
यहाँ, $1,2,\ldots\left(n-1\right)$ एक A.P. है।
$\therefore \ \ 1+2+\ldots \ldots \ldots+\left(n- 1\right)=\dfrac{n-1}{2}\big[2+\left(n-1-1\right) \times 1\big]=\dfrac{n-1}{2}\big[2+n-2\big]=\dfrac{n\left(n-1\right)}{2}$
$\qquad P=a^{n} r^{\frac{n\left(n-1\right)}{2}}$
$\therefore \ \ P^{2}=a^{2 n} r^{n\left(n-1\right)}$
$\quad\qquad=\big[a^{2} r^{\left(n-1\right)}\big]^{n}$
$\quad\qquad=\big[a \times ar^{n-1}\big]^{n}$
$\quad\qquad=\left(ab\right)^{n}$
इसलिए, दिया गया परिणाम सिद्ध हो गया।
24. दिखाइए कि एक G.P. के पहले $n$ पदों के योग और $(n+1)^{\text{th }}$ से $(2 n)^{\text{th }}$ पद तक के पदों के योग के अनुपात $\dfrac{1}{r^{n}}$ होता है।
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उत्तर :
पहले $n$ पदों के योग,
$ S_{\mathrm{n}}=\dfrac{\mathrm{a}\left(1-\mathrm{r}^{\mathrm{n}}\right)}{1-\mathrm{r}} $
Sum $n+1$ से $2n$ वें पद तक के पदों का योग है,
$ \begin{aligned} S_{2 n}-S_n & =\dfrac{a\left(1-r^{2 n}\right)}{1-r}-\dfrac{a\left(1-r^n\right)}{1-r} \\ \\ & =\dfrac{a\left(r^n-r^{2 n}\right)}{1-r} \end{aligned} $
अनुपात,
$\hspace{1.1cm} \begin{aligned} & =\dfrac{\dfrac{a\left(1-r^n\right)}{1-r}}{\dfrac{a\left(r^n-r^{2 n}\right)}{1-r}} =\dfrac{1-r^n}{r^n-r^{2 n}} \\ \\ & =\dfrac{1-r^n}{r^n\left(1-r^n\right)} =\dfrac{1}{r^n} \end{aligned} $
इसलिए सिद्ध कर दिया गया है।
25. यदि $a, b, c$ और $d$ $G.P.$ में हैं, तो सिद्ध करें कि $\left(a^{2}+b^{2}+c^{2}\right)\left(b^{2}+c^{2}+d^{2}\right)=\left(a b+b c+c d\right)^{2}$।
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Answer :
$a, b, c, d$ $G.P.$ में हैं।
इसलिए,
$b c=a d\qquad \ldots(1)$
$b^{2}=a c\qquad \ldots(2)$
$c^{2}=b d\qquad \ldots(3)$
इसको सिद्ध करना है, $\left(a^{2}+b^{2}+c^{2}\right)\left(b^{2}+c^{2}+d^{2}\right)=\left(a b+b c \text{ - } c d\right)^{2}$
$\text{R.H.S.}=\left(a b+b c+c d\right)^{2}$
$\hspace{1.2cm}=\left(a b+a d+c d\right)^{2}\quad[$ उपयोग करते हुए $\left(1\right)]$
$\hspace{1.2cm}=[a b+d\left(a+c\right)]^{2}$
$\hspace{1cm} \begin{aligned} & =a^{2} b^{2}+2 a b d\left(a+c\right)+d^{2}\left(a+c\right)^{2} \\ \\ & =a^{2} b^{2}+2 a^{2} b d+2 a c b d+d^{2}\left(a^{2}+2 a c+c^{2}\right) \\ \\ & =a^{2} b^{2}+2 a^{2} c^{2}+2 b^{2} c^{2}+d^{2} a^{2}+2 d^{2} b^{2}+d^{2} c^{2}\quad[\text{ उपयोग करते हुए (1) और (2)}] \\ \\ & =a^{2} b^{2}+a^{2} c^{2}+a^{2} c^{2}+b^{2} c^{2}+b^{2} c^{2}+d^{2} a^{2}+d^{2} b^{2}+d^{2} b^{2}+d^{2} c^{2} \\ \\ & =a^{2} b^{2}+a^{2} c^{2}+a^{2} d^{2}+b^{2} \times b^{2}+b^{2} c^{2}+b^{2} d^{2}+c^{2} b^{2}+c^{2} \times c^{2}+c^{2} d^{2} \end{aligned} $
$[$ उपयोग करते हुए $\left(2\right)$ और $\left(3\right)$ और वर्गों को व्यवस्थित करते हुए $]$
$\hspace{1.1cm}=a^{2}\left(b^{2}+c^{2}+d^{2}\right)+b^{2}\left(b^{2}+c^{2}+d^{2}\right)+c^{2}\left(b^{2}+c^{2}+d^{2}\right)$
$\hspace{1.1cm}=\left(a^{2}+b^{2}+c^{2}\right)\left(b^{2}+c^{2}+d^{2}\right)$
$\hspace{1.1cm}=\text{L.H.S.}$
$\therefore \ \ \text{L.H.S.} =\text{R.H.S.}$
$\therefore \ \ \left(a^{2}+b^{2}+c^{2}\right)\left(b^{2}+c^{2}+d^{2}\right)=\left(a b+b c+c d\right)^{2}$
26. $3$ और $81$ के बीच दो संख्याएँ डालें ताकि परिणामी अनुक्रम $G.P.$ हो।
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Answer :
मान लीजिए $G_1$ और $G_2$ दो संख्याएँ हैं जो $3$ और $81$ के बीच हैं ताकि अनुक्रम $3, G_1, G_2, 81,$ एक $G.P.$ बने।
मान लीजिए $a$ अनुक्रम का पहला पद और $r$ सार्व अनुपात है।
$\therefore \ \ 81=\left(3\right)\left(r\right)^{3}$
$\Rightarrow r^{3}=27$
$\therefore \ \ r=3$ (केवल वास्तविक मूल को लेते हुए)
$ r=3 $ के लिए,
$G_1=a r=\left(3\right)\left(3\right)=9$
$G_2=a r^{2}=\left(3\right)\left(3\right)^{2}=27$
इसलिए, आवश्यक दो संख्याएँ $9$ और $27$ हैं।
27. ऐसे $n$ का मान ज्ञात कीजिए ताकि $\dfrac{a^{n+1}+b^{n+1}}{a^{n}+b^{n}}$ $a$ और $b$ के गुणोत्तर माध्य हो।
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Answer :
$a$ और $b$ का गुणोत्तर माध्य $\sqrt{a b}$ होता है।
दिए गए शर्त के अनुसार, $\dfrac{a^{n+1}+b^{n+1}}{a^{n}+b^{n}}=\sqrt{a b}$
दोनों ओर वर्ग करने पर,
हम प्राप्त करते हैं $ \dfrac{\left(a^{n+1}+b^{n+1}\right)^{2}}{\left(a^{n}+b^{n}\right)^{2}}=a b $
$\Rightarrow a^{2 n+2}+2 a^{n+1} b^{n+1}+b^{2 n+2}=\left(a b\right)\left(a^{2 n}+2 a^{n} b^{n}+b^{2 n}\right)$
$\Rightarrow a^{2 n+2}+2 a^{n+1} b^{n+1}+b^{2 n+2}=a^{2 n+1} b+2 a^{n+1} b^{n+1}+a b^{2 n+1}$
$\Rightarrow a^{2 n+2}+b^{2 n+2}=a^{2 n+1} b+a b^{2 n+1}$
$\Rightarrow a^{2 n+2}-a^{2 n+1} b=a b^{2 n+1}-b^{2 n+2}$
$\Rightarrow a^{2 n+1}\left(a-b\right)=b^{2 n+1}\left(a-b\right)$
$\Rightarrow\left(\dfrac{a}{b}\right)^{2 n+1}=1=\left(\dfrac{a}{b}\right)^{0}$
दोनों ओर तुलना करने पर।
$\Rightarrow 2 n+1=0$
$\Rightarrow n=\dfrac{-1}{2}$
28. दो संख्याओं का योग उनके गुणोत्तर माध्य के 6 गुना है, दिखाइए कि संख्याएँ $\left(3+2 \sqrt{2}\right):\left(3-2 \sqrt{2}\right)$ के अनुपात में हैं।
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Answer :
मान लीजिए दो संख्याएँ $a$ और $b$ हैं।
G.M. $=\sqrt{a b}$
दिए गए शर्त के अनुसार,
$a+b=6 \sqrt{a b}\qquad \ldots(1)$
$\Rightarrow\left(a+b\right)^{2}=36\left(a b\right)$
भी,
$\left(a-b\right)^{2}=\left(a+b\right)^{2}-4 a b=36 a b-4 a b=32 a b$
$\Rightarrow a-b=\sqrt{32} \sqrt{a b}$
$\Rightarrow a-b=4 \sqrt{2} \sqrt{a b}\qquad \ldots(2)$
(1) और (2) को जोड़ने पर,
हम प्राप्त करते हैं $2 a=\left(6+4 \sqrt{2}\right) \sqrt{a b}$
$\Rightarrow a=\left(3+2 \sqrt{2}\right) \sqrt{a b}$
(1) में $a$ के मान को रखने पर,
हम प्राप्त करते हैं $b=6 \sqrt{a b}-\left(3+2 \sqrt{2}\right) \sqrt{a b}$
$\Rightarrow b=\left(3-2 \sqrt{2}\right) \sqrt{a b}$
$\dfrac{a}{b}=\dfrac{\left(3+2 \sqrt{2}\right) \sqrt{a b}}{\left(3-2 \sqrt{2}\right) \sqrt{a b}}=\dfrac{3+2 \sqrt{2}}{3-2 \sqrt{2}}$
इसलिए, अभीष्ट अनुपात $\left(3+2 \sqrt{2}\right):\left(3-2 \sqrt{2}\right)$ है।
29. यदि $A$ और $G$ दो धनात्मक संख्याओं के क्रमशः समांतर माध्य और गुणोत्तर माध्य हों, तो सिद्ध कीजिए कि संख्याएँ $A \pm \sqrt{\left(A+G\right)\left(A-G\right)}$ हैं।
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Answer :
दिया गया है कि $A$ और $G$ दो धनात्मक संख्याओं के क्रमशः समांतर माध्य और गुणोत्तर माध्य हैं। मान लीजिए कि ये दो धनात्मक संख्याएँ $a$ और $b$ हैं।
$\therefore \ \ AM=A=\dfrac{a+b}{2}\qquad \ldots(1)$
$GM=G=\sqrt{ab}\qquad \ldots(2)$
(1) और (2) से,
हम प्राप्त करते हैं $a+b=2 A\qquad \ldots(3)$
$a b=G^{2}\qquad \ldots(4)$
(3) और (4) से $a$ और $b$ के मान को पहचानते हुए सर्वसमिका $\left(a - b\right)^{2}=\left(a+b\right)^{2}- 4 a b$ में रखने पर,
हम प्राप्त करते हैं $\left(a- b\right)^{2}=4 A^{2}- 4 G^{2}=4\left(A^{2} -G^{2}\right)$
$\left(a - b\right)^{2}=4\left(A+G\right)\left(A- G\right)$
$\left(a-b\right)=2 \sqrt{\left(A+G\right)\left(A-G\right)}\qquad \ldots(5)$
(3) और (5) से, हम प्राप्त करते हैं
$ \begin{aligned} & 2 a=2 A+2 \sqrt{\left(A+G\right)\left(A-G\right)} \\ \\ & \Rightarrow a=A+\sqrt{\left(A+G\right)\left(A-G\right)} \end{aligned} $
(3) में $a$ के मान को रखने पर,
हम प्राप्त करते हैं $b=2 A-A-\sqrt{\left(A+G\right)\left(A-G\right)}=A-\sqrt{\left(A+G\right)\left(A-G\right)}$
इसलिए, दो संख्याएँ हैं $ A \pm \sqrt{\left(A+G\right)\left(A-G\right)} $
30. एक निश्चित संस्कृति में बैक्टीरिया की संख्या प्रति घंटे दोगुनी हो जाती है। यदि शुरू में संस्कृति में $30$ बैक्टीरिया थे, तो $2^{\text{nd }}$ घंटे, $4^{\text{th }}$ घंटे और $n^{\text{th }}$ घंटे के अंत में कितने बैक्टीरिया होंगे?
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Answer :
दिया गया है कि बैक्टीरिया की संख्या प्रति घंटे दोगुनी हो जाती है।
इसलिए, प्रति घंटे बैक्टीरिया की संख्या एक $G.P.$ बनाएगी।
पहला पद $(a=30)$ और सार्व अनुपात $(r=2)$ है
$ \therefore \ a_3=a^2=(30)(2)^2=120 $
इसलिए, $2nd$ घंटे के अंत में बैक्टीरिया की संख्या $480 $ होगी।
$a_5=a r^4=(30)(2)^4=480 \ $ और $ \ a_{n+1}=a r^n=(30)(2)^n$
इसलिए, $n$th घंटे के अंत में बैक्टीरिया की संख्या $(30)(2)^n$ होगी।
31. बैंक में जमा करने के 10 वर्ष बाद, रुपये $500$ कितना बन जाएगा, जो वार्षिक ब्याज दर के 10% के साथ वार्षिक रूप से संयोजित होता है?
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Answer :
मूलधन रुपये है $500 $
इसलिए, इस मूलधन के लिए एक वर्ष के ब्याज $500\left(\dfrac{10}{100}\right)=50$ है।
इसलिए, दूसरे वर्ष के मूलधन $=$ पहले वर्ष के मूलधन + ब्याज
$ \hspace{4.6cm}=500+500\left(\dfrac{10}{100}\right)=500\left(1+\dfrac{10}{100}\right) $
अब, दूसरे वर्ष के ब्याज $=\left(500\left(1+\dfrac{10}{100}\right)\right)\left(1+\dfrac{10}{100}\right)$
इसलिए, तीसरे वर्ष के मूलधन $=500\left(1+\dfrac{10}{100}\right)+500\left(1+\dfrac{10}{100}\right) \dfrac{10}{100}$
$ \hspace{4.4cm}=500\left(1+\dfrac{10}{100}\right)^2 $
इस तरह जारी रखते हुए हम देखते हैं कि $n^{\text {th }}$ वर्ष के मूलधन $ =500\left(1+\dfrac{10}{100}\right)^{\mathrm{n}-1} $
$(n-1)^{\text {th }}$ वर्ष के अंत में राशि $=$ $n^{\text {th }}$ वर्ष के मूलधन।
अतः, $\mathrm{n}^{\text {th }}$ वर्ष के अंत में खाता में राशि।
$ =500\left(1+\dfrac{10}{100}\right)^{\mathrm{n}-1} $ $=500\left(1+\dfrac{10}{100}\right)^{\mathrm{n}-1}\left(\dfrac{10}{100}\right) $ $=500\left(\dfrac{11}{10}\right)^{\mathrm{n}} $
$\mathrm{10^{\text {th }}}$ वर्ष के अंत में खाता में राशि
$ =\text { रु. } 500\left(1+\dfrac{10}{100}\right)^{10} $
$=\operatorname{रु.} 500\left(\dfrac{11}{10}\right)^{10} $
32. यदि द्विघात समीकरण के मूलों के A.M. और G.M. क्रमशः 8 और 5 हैं, तो द्विघात समीकरण प्राप्त कीजिए।
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उत्तर :
मान लीजिए द्विघात समीकरण के मूल $a$ और $b$ हैं।
दिए गए शर्त के अनुसार,
$A.M.$ $=\dfrac{a+b}{2}=8 \Rightarrow a+b=16\qquad \ldots(1)$
$G.M.$ $=\sqrt{a b}=5 \Rightarrow a b=25\qquad \ldots(2)$
द्विघात समीकरण निम्नलिखित द्वारा दिया गया है,
$x^{2} - x$ (मूलों का योग) $+$ (मूलों का गुणनफल) $=0$
$x^{2}- x\left(a+b\right)+\left(a b\right)=0$
$x^{2} - 16 x+25=0$ $[$ (1) और (2) का उपयोग करते हुए]
अतः, आवश्यक द्विघात समीकरण $x^{2}- 16 x+25=0$ है।