Давайте подробно решим задачу пошагово.
Дано:
- Первый прыжок: высота — 2,4 м (240 см).
- Каждый следующий прыжок — в 2 раза меньше предыдущего, т.е. высота следующего прыжка:
\[ h_{n+1} = \frac{h_n}{2} \]
Требуется определить:
При каком по счету прыжке высота впервые станет меньше 5 см (0,05 м).
Шаг 1: Записываем формулу для высоты прыжка
Пусть \( h_1 \) — высота первого прыжка, тогда для \( n \)-го прыжка:
\[
h_n = h_1 \times \left(\frac{1}{2}\right)^{n-1}
\]
где
- \( h_1 = 2.4\, \text{м} \),
- \( h_n \) — высота \( n \)-го прыжка.
Шаг 2: Записываем условие
Нам нужно найти первое \( n \), для которого:
\[
h_n < 0.05\, \text{м}
\]
Подставим выражение для \( h_n \):
\[
2.4 \times \left(\frac{1}{2}\right)^{n-1} < 0.05
\]
Шаг 3: Решаем неравенство
Делим обе части на 2.4:
\[
\left(\frac{1}{2}\right)^{n-1} < \frac{0.05}{2.4}
\]
Вычисляем правую часть:
\[
\frac{0.05}{2.4} \approx 0.02083
\]
Теперь у нас:
\[
\left(\frac{1}{2}\right)^{n-1} < 0.02083
\]
Шаг 4: Логарифмы
Для решения возьмем логарифм обеих частей по основанию 2:
\[
\log_{2} \left(\left(\frac{1}{2}\right)^{n-1}\right) < \log_{2} 0.02083
\]
используя свойство логарифма \(\log_{a} (b^{c}) = c \log_{a} b\):
\[
(n-1) \times \log_{2}\left(\frac{1}{2}\right) < \log_{2} 0.02083
\]
Знаем, что \(\log_{2} \frac{1}{2} = -1\), поэтому:
\[
(n-1) \times (-1) < \log_{2} 0.02083
\]
или:
\[
-(n-1) < \log_{2} 0.02083
\]
Посчитаем \(\log_{2} 0.02083\):
\[ \log_{2} 0.02083 = \frac{\ln 0.02083}{\ln 2} \]
Используем приближительные значения:
\(\ln 0.02083 \approx -3.87\)
\(\ln 2 \approx 0.693\)
Тогда:
\[
\log_{2} 0.02083 \approx \frac{-3.87}{0.693} \approx -5.58
\]
Получаем:
\[
-(n-1) < -5.58
\]
умножая обе части на -1, изменится знак:
\[
n-1 > 5.58
\]
Следовательно:
\[
n > 6.58
\]
Ответ:
Поскольку прыжки считаются по счету целыми числами, \( n \) — это номер прыжка, при котором высота впервые станет меньше 5 см, — это больше 6.58, то есть:
\[ n = 7 \]
На 7-м прыжке высота станет впервые меньше 5 см.
Если есть дополнительные вопросы, я с радостью помогу!