Рассмотрим задачу и обозначим:
- Первая высота после отскока — 270 см.
- После каждого следующего отскока высота уменьшается в три раза.
Нам нужно определить, после какого по счету отскока высота станет меньше 10 см.
Обозначения:
- ( h_1 = 270 ) см — высота после первого отскока.
- ( h_n ) — высота после n-го отскока.
Каждый следующий отскок:
[ h_{n} = \frac{h_{n-1}}{3} ]
или по формуле:
[ h_{n} = h_1 \times \left(\frac{1}{3}\right)^{n-1} ]
Нужно найти минимальное ( n ), при котором:
[ h_{n} < 10 ]
Подставляем формулу:
[ 270 \times \left(\frac{1}{3}\right)^{n-1} < 10 ]
Делим обе части на 270:
[ \left(\frac{1}{3}\right)^{n-1} < \frac{10}{270} ]
Упростим правую часть:
[ \frac{10}{270} = \frac{1}{27} ]
Теперь получаем:
[ \left(\frac{1}{3}\right)^{n-1} < \frac{1}{27} ]
Заметим, что:
[ \frac{1}{27} = \left(\frac{1}{3}\right)^3 ]
Следовательно:
[ \left(\frac{1}{3}\right)^{n-1} < \left(\frac{1}{3}\right)^3 ]
Поскольку (\frac{1}{3}) — число меньше 1, неравенство будет выполняться, если показатель степени слева больше, чем справа (так как (\left(\frac{1}{3}\right)^k) убывает с увеличением (k)).
Из этого следует:
[ n - 1 > 3 ]
То есть:
[ n > 4 ]
Значит, при ( n = 5 ), высота станет меньше 10 см.
Проверим это более точно:
Для ( n=4 ):
[ h_4 = 270 \times \left(\frac{1}{3}\right)^{3} = 270 \times \frac{1}{27} = 10 \text{ см} ]
Для ( n=5 ):
[ h_5 = 270 \times \left(\frac{1}{3}\right)^{4} = 270 \times \frac{1}{81} = \frac{270}{81} = 3.\overline{333} \text{ см} ]
Последний показатель меньше 10 см, значит, после 5-го отскока высота станет меньше 10 см.
Ответ: после 5-го отскока.