Для того чтобы определить первый член ( b_1 ), знаменатель ( q ) и число членов ( n ) геометрической прогрессии, используем данные условия:
- ( b_7 - b_4 = -216 )
- ( b_5 - b_4 = -72 )
- Сумма первых ( n ) членов ( S_n = 1023 )
Обозначим ( b_1 ) как первый член, ( q ) как знаменатель прогрессии.
По формуле ( n )-го члена геометрической прогрессии:
[ b_n = b_1 \cdot q^{n-1} ]
Для заданных условий:
[ b_7 = b_1 \cdot q^6 ]
[ b_4 = b_1 \cdot q^3 ]
[ b_5 = b_1 \cdot q^4 ]
Подставим в первое уравнение:
[ b_7 - b_4 = -216 ]
[ b_1 \cdot q^6 - b_1 \cdot q^3 = -216 ]
[ b_1 \cdot q^3 (q^3 - 1) = -216 \quad \text{(1)} ]
Подставим во второе уравнение:
[ b_5 - b_4 = -72 ]
[ b_1 \cdot q^4 - b_1 \cdot q^3 = -72 ]
[ b_1 \cdot q^3 (q - 1) = -72 \quad \text{(2)} ]
Разделим уравнение (1) на уравнение (2):
[ \frac{b_1 \cdot q^3 (q^3 - 1)}{b_1 \cdot q^3 (q - 1)} = \frac{-216}{-72} ]
[ \frac{q^3 - 1}{q - 1} = 3 ]
Распишем левую часть:
[ q^3 - 1 = (q - 1)(q^2 + q + 1) ]
[ \frac{(q - 1)(q^2 + q + 1)}{q - 1} = 3 ]
[ q^2 + q + 1 = 3 ]
[ q^2 + q - 2 = 0 ]
Решим квадратное уравнение:
[ q = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 8}}{2} = \frac{-1 \pm 3}{2} ]
[ q_1 = 1 \quad (\text{не подходит, так как } q \neq 1) ]
[ q_2 = -2 ]
Теперь найдем ( b_1 ). Подставим ( q = -2 ) в уравнение (2):
[ b_1 \cdot (-2)^3 ((-2) - 1) = -72 ]
[ b_1 \cdot (-8) \cdot (-3) = -72 ]
[ 24 \cdot b_1 = -72 ]
[ b_1 = -3 ]
Теперь найдем число членов ( n ), зная сумму:
[ S_n = 1023 ]
Сумма первых ( n ) членов геометрической прогрессии:
[ S_n = b_1 \cdot \frac{q^n - 1}{q - 1} ]
[ 1023 = -3 \cdot \frac{(-2)^n - 1}{-2 - 1} ]
[ 1023 = -3 \cdot \frac{(-2)^n - 1}{-3} ]
[ 1023 = (-2)^n - 1 ]
[ (-2)^n = 1024 ]
Поскольку ( 1024 = 2^{10} ):
[ (-2)^n = 2^{10} ]
[ n = 10 ]
Таким образом, первый член ( b_1 = -3 ), знаменатель ( q = -2 ), и число членов ( n = 10 ).