Lời giải.
Gọi un (mg) là lượng thuốc trong cơ thể ngay sau lần tiêm thứ n (n≥1). Khi đó
u1=200,un=0,6un−1+200(n≥2).
Đặt vn=un−500. Ta có
vn=un−500=0,6un−1+200−500=0,6un−1−300=0,6(un−1−500)=0,6vn−1.
Vậy (vn) là một cấp số nhân với
v1=u1−500=200−500=−300,q=0,6.
Suy ra
vn=−300(0,6)n−1.
Do đó
un=vn+500=500−300(0,6)n−1.
a) Ngay sau khi tiêm liều thứ 5:
u5=500−300(0,6)4=500−300⋅0,1296=461,12.
Vậy lượng thuốc là 461,12 mg.
b) Vì (0,6)n−1>0 với mọi n≥1, nên
un=500−300(0,6)n−1<500.
Vậy ngay sau mỗi lần tiêm, lượng thuốc luôn nhỏ hơn 500 mg.
Giữa hai lần tiêm, lượng thuốc chỉ giảm dần nên cũng không thể vượt quá 500 mg.
Do đó bệnh nhân không bao giờ bị ngộ độc.
Kết luận: u5=461,12 mg và bệnh nhân không bị ngộ độc.
2. Gọi các số trong bảng là ai,j với i=1,…,10 (bậc lương) và j=1,2,3 (Bắc, Trung, Nam).
Vì mỗi hàng là cấp số cộng nên với mọi i ta có:
ai,2−ai,1=ai,3−ai,2.
Đặt công sai của hàng i là di, khi đó:
ai,2=ai,1+di,ai,3=ai,1+2di.
Vì mỗi cột là cấp số nhân, đặt công bội của cột j là qj (j=1,2,3), ta có với mọi i=1,…,9:
ai+1,1=q1ai,1,ai+1,2=q2ai,2,ai+1,3=q3ai,3.
Xét hai hàng liên tiếp i và i+1. Từ ai,2=ai,1+di suy ra:
ai+1,2−ai+1,1=q2ai,2−q1ai,1=q2(ai,1+di)−q1ai,1=(q2−q1)ai,1+q2di.
Mặt khác, vì hàng i+1 là cấp số cộng nên:
ai+1,2−ai+1,1=di+1.
Do đó:
di+1=(q2−q1)ai,1+q2di.(1)
Tương tự, từ ai,3=ai,2+di suy ra:
ai+1,3−ai+1,2=q3ai,3−q2ai,2=q3(ai,2+di)−q2ai,2=(q3−q2)ai,2+q3di.
Mà hàng i+1 là cấp số cộng nên cũng có:
ai+1,3−ai+1,2=di+1.
Suy ra:
di+1=(q3−q2)ai,2+q3di.(2)
Thay ai,2=ai,1+di vào (2), được:
di+1=(q3−q2)(ai,1+di)+q3di=(q3−q2)ai,1+(2q3−q2)di.(3)
Vì (1) và (3) đều bằng di+1 với mọi i, nên so sánh hệ số theo ai,1 và di ta được:
q2−q1=q3−q2vaˋq2=2q3−q2.
Từ phương trình thứ hai:
2q2=2q3⇒q2=q3.
Thế vào phương trình thứ nhất:
q2−q1=q3−q2=0⇒q1=q2.
Vậy q1=q2=q3.
Kết luận: công bội của các cấp số nhân ở mọi cột đều bằng nhau.