2011 AIME II 第 5 题

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5.

一个等比数列前 20112011 项的和为 200200。同一个数列前 40224022 项的和为 380380。求该数列前 60336033 项的和。
The sum of the first 20112011 terms of a geometric series is 200.200. The sum of the first 40224022 terms of the same series is 380.380. Find the sum of the first 60336033 terms of the series.
答案:542
知识点:等比数列求和
小提示:
第 20122012 项到第 40224022 项中的每一项,都是前 20112011 项中对应项的 r2011r^{2011} 倍。
Terms 20122012 through 40224022 are r2011r^{2011} times the first 20112011 terms
大提示:
每一块连续 20112011 项的和都是前一块的 r2011r^{2011} 倍;从两个给定和中求出这个比值。
Each successive block of 20112011 terms is the previous block times r2011;r^{2011}; find that ratio from the two given sums
解答:
将数列分成每块 20112011 个连续项。第二块的每一项都是第一块对应项的 r2011r^{2011} 倍,所以各块和构成公比为 r2011r^{2011} 的等比数列。第一块和为 200200,第二块和为 380−200=180380 - 200 = 180,所以 r2011=180200=910r^{2011} = \frac{180}{200} = \frac{9}{10}。
第三块的和为 180⋅910=162180 \cdot \frac{9}{10} = 162,所以前 60336033 项的和为 380+162=542380 + 162 = 542。
Group the series into blocks of 20112011 consecutive terms. Each term of the second block is r2011r^{2011} times the corresponding term of the first block, so the block sums form a geometric sequence with ratio r2011.r^{2011}. The first block sums to 200200 and the second block sums to 380−200=180,380 - 200 = 180, so r2011=180200=910.r^{2011} = \frac{180}{200} = \frac{9}{10}.
The third block then sums to 180⋅910=162,180 \cdot \frac{9}{10} = 162, so the sum of the first 60336033 terms is 380+162=542.380 + 162 = 542.
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