Question

В геометрической прогрессии все члены отличные от нуля числа. Знаменатель не равен 1 и -1. Разность одиннадцатого и пятого членов прогрессии больше разности седьмого и пятого в 21 раз. Сумма первых восьми членов равна 1020.

Найдите четвёртый член данной прогрессии.

Answer 1

$b_{11}-b_5=21(b_7-b_5)\\S_{8}=1020\\b_4= \;?$

$b_1q^{10}-b_1q^{4}=21b_1q^6-21b_1q^4\\q^{10}-q^4=21q^6-21q^4\\q^6-1=21q^2-21\\q^6-21q^2+20=0$

$(q^2)^3-21q^2+20=0\\$

Сделаем замену $q^2=p$

$p^3-21p+20=0$

Корень  $p=1$ сразу подбирается, далее разделим уголком этот трёхчлен на двучлен $(p-1)$ (см. фото):

$p^3-21p+20=(p-1)(p^2+p-20)=0$

Решим квадратное уравнение:

$p^2+p-20=0\\D=(-1)^2+4 \cdot 20=81\\p_1=\dfrac{-1+9}{2}=4\\p_2=\dfrac{-1-9}{2}=-5$

Отрицательный корень не подходит, т. к. $p=q^2 0$:

$q^2=4\\q_1=2\\q_2=-2$

Первый случай q=2:

$S_{8}=\dfrac{b_1(q^8-1)}{q-1}=\dfrac{b_1(2^8-1)}{2-1}=b_1(256-1)=255b_1=1020\\b_1=4\\b_4=b_1q^3=4\cdot 2^3=4 \cdot 8=32$

Второй случай q=-2:

$S_8=\dfrac{b_1((-2)^8-1)}{-2-1}=-\dfrac{255}{3}b_1=1020\\-\dfrac{1}{3}b_1=4\\b_1=-12\\b_4=b_1q^3=-12 \cdot (-2)^3=12 \cdot 8=96$

ответ: 32 либо 96.