Чтобы найти сумму первых пяти членов геометрической прогрессии, сначала определим её общий множитель и первый член.
В геометрической прогрессии каждый член определяется формулой:
[ a_n = a_1 \cdot r^{n-1}, ]
где ( a_1 ) — первый член прогрессии, ( r ) — её знаменатель (общий множитель).
Даны:
[ a_3 = 5 \quad \text{и} \quad a_5 = 45. ]
Подставим их в формулу для членов прогрессии:
- ( a_3 = a_1 \cdot r^2 = 5, )
- ( a_5 = a_1 \cdot r^4 = 45. )
Разделим второе уравнение на первое, чтобы избавиться от ( a_1 ):
[ \frac{a_1 \cdot r^4}{a_1 \cdot r^2} = \frac{45}{5}, ]
[ r^2 = 9. ]
Отсюда получаем:
[ r = 3 \quad \text{(так как члены положительные)}. ]
Теперь найдем ( a_1 ) из первого уравнения:
[ a_1 \cdot 3^2 = 5, ]
[ a_1 \cdot 9 = 5, ]
[ a_1 = \frac{5}{9}. ]
Теперь мы знаем ( a_1 ) и ( r ), можем найти первые пять членов прогрессии:
- ( a_1 = \frac{5}{9}, )
- ( a_2 = a_1 \cdot r = \frac{5}{9} \cdot 3 = \frac{15}{9} = \frac{5}{3}, )
- ( a_3 = a_1 \cdot r^2 = \frac{5}{9} \cdot 9 = 5, )
- ( a_4 = a_1 \cdot r^3 = \frac{5}{9} \cdot 27 = 15, )
- ( a_5 = a_1 \cdot r^4 = \frac{5}{9} \cdot 81 = 45. )
Сумма первых пяти членов ( S_5 ) геометрической прогрессии:
[ S_5 = a_1 + a_2 + a_3 + a_4 + a_5. ]
Подставим найденные значения:
[ S_5 = \frac{5}{9} + \frac{5}{3} + 5 + 15 + 45. ]
Приведём все дроби к общему знаменателю, чтобы сложить их:
[ S_5 = \frac{5}{9} + \frac{15}{9} + \frac{45}{9} + \frac{135}{9} + \frac{405}{9}. ]
Сложим дроби:
[ S_5 = \frac{5 + 15 + 45 + 135 + 405}{9}, ]
[ S_5 = \frac{605}{9}. ]
Таким образом, сумма первых пяти членов прогрессии равна (\frac{605}{9}).