Gujarati

nth term of special series, Sum to n terms and Infinite number of terms Questions in Gujarati

Class 11 Mathematics · Sequences and Series · nth term of special series, Sum to n terms and Infinite number of terms

300+

Questions

Gujarati

Language

100%

With Solutions

Showing 50 of 300 questions in Gujarati

51
DifficultMCQ
નીચેના જૂથોની શ્રેણી $(1), (2, 3, 4), (5, 6, 7, 8, 9), \dots$ માં ${11^{th}}$ જૂથનું પ્રથમ પદ કયું છે?
A
$89$
B
$97$
C
$101$
D
$123$

Solution

(C) $n^{th}$ જૂથમાં ઘટકોની સંખ્યા $(2n - 1)$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
$n^{th}$ જૂથનું પ્રથમ પદ એ અગાઉના તમામ $(n-1)$ જૂથોમાં રહેલા ઘટકોની સંખ્યાનો સરવાળો વત્તા $1$ છે.
પ્રથમ $(n-1)$ જૂથોમાં ઘટકોની સંખ્યા $\sum_{k=1}^{n-1} (2k - 1) = (n-1)^2$ છે.
તેથી,$n^{th}$ જૂથનું પ્રથમ પદ $(n-1)^2 + 1$ છે.
$11^{th}$ જૂથ માટે,$n = 11$.
પ્રથમ પદ $= (11 - 1)^2 + 1 = 10^2 + 1 = 100 + 1 = 101$.
52
EasyMCQ
નીચેની શ્રેણી $\frac{1}{1 \times 2} + \frac{1}{2 \times 3} + \frac{1}{3 \times 4} + \dots$ નો અનંત સુધીનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$\infty$
B
$1$
C
$0$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(B) આપેલ શ્રેણી $S = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n(n+1)}$ છે.
આંશિક અપૂર્ણાંકનો ઉપયોગ કરીને,આપણે લખી શકીએ કે $\frac{1}{n(n+1)} = \frac{1}{n} - \frac{1}{n+1}$.
તેથી,પ્રથમ $N$ પદોનો સરવાળો $S_N = \sum_{n=1}^{N} \left( \frac{1}{n} - \frac{1}{n+1} \right)$ છે.
આને વિસ્તૃત કરતા,આપણને $S_N = (1 - \frac{1}{2}) + (\frac{1}{2} - \frac{1}{3}) + (\frac{1}{3} - \frac{1}{4}) + \dots + (\frac{1}{N} - \frac{1}{N+1})$ મળે છે.
બધા વચ્ચેના પદો ઉડી જાય છે,અને $S_N = 1 - \frac{1}{N+1}$ બાકી રહે છે.
જ્યારે $N \to \infty$ લઈએ,ત્યારે $S = \lim_{N \to \infty} (1 - \frac{1}{N+1}) = 1 - 0 = 1$ મળે છે.
53
EasyMCQ
જો $1 + \frac{1 + 2}{2} + \frac{1 + 2 + 3}{3} + \dots$ ના $n$ પદોનો સરવાળો $S$ હોય,તો $S$ બરાબર શું થાય?
A
$\frac{n(n + 3)}{4}$
B
$\frac{n(n + 2)}{4}$
C
$\frac{n(n + 1)(n + 2)}{6}$
D
$n^2$

Solution

(A) શ્રેણીનું $n$ મું પદ $T_n = \frac{1 + 2 + 3 + \dots + n}{n}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રથમ $n$ પ્રાકૃતિક સંખ્યાઓના સરવાળાના સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા,$T_n = \frac{n(n + 1)}{2n} = \frac{n + 1}{2}$.
હવે,$n$ પદોનો સરવાળો $S = \sum_{k=1}^{n} T_k = \sum_{k=1}^{n} \frac{k + 1}{2}$ છે.
$S = \frac{1}{2} \left( \sum_{k=1}^{n} k + \sum_{k=1}^{n} 1 \right)$.
$S = \frac{1}{2} \left( \frac{n(n + 1)}{2} + n \right)$.
$S = \frac{1}{2} \left( \frac{n^2 + n + 2n}{2} \right) = \frac{n^2 + 3n}{4} = \frac{n(n + 3)}{4}$.
54
EasyMCQ
શ્રેણી $\frac{2}{1!} + \frac{7}{2!} + \frac{15}{3!} + \frac{26}{4!} + \dots$ નું $n$ મું પદ શોધો.
A
$\frac{n(3n - 1)}{2(n!)}$
B
$\frac{n(3n + 1)}{2(n!)}$
C
$\frac{n}{2} \frac{3n}{n!}$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(B) આપેલ શ્રેણી $\frac{2}{1!} + \frac{7}{2!} + \frac{15}{3!} + \frac{26}{4!} + \dots$ છે.
અંશ $2, 7, 15, 26, \dots$ છે.
ક્રમિક પદો વચ્ચેનો તફાવત $5, 8, 11, \dots$ છે,જે સમાંતર શ્રેણી $(AP)$ બનાવે છે.
તેથી,અંશનું $n$ મું પદ એ $n$ પદો માટે $a = 2$ અને $d = 3$ વાળી સમાંતર શ્રેણીનો સરવાળો છે:
$a_n = \frac{n}{2}[2(2) + (n - 1)3] = \frac{n}{2}[4 + 3n - 3] = \frac{n(3n + 1)}{2}$.
તેથી,શ્રેણીનું $n$ મું પદ $T_n = \frac{a_n}{n!} = \frac{n(3n + 1)}{2(n!)}$ છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $B$ છે.
55
DifficultMCQ
જો $\frac{1}{1^4} + \frac{1}{2^4} + \frac{1}{3^4} + \dots + \infty = \frac{\pi^4}{90}$ હોય,તો $\frac{1}{1^4} + \frac{1}{3^4} + \frac{1}{5^4} + \dots + \infty$ ની કિંમત શોધો.
A
$\frac{\pi^4}{96}$
B
$\frac{\pi^4}{45}$
C
$\frac{89}{90}\pi^4$
D
આમાંથી કોઈ નહીં

Solution

(A) ધારો કે $S = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^4} = \frac{\pi^4}{90}$.
આપણે એકી પદોનો સરવાળો શોધવો છે: $S_{odd} = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{1}{(2n+1)^4} = \frac{1}{1^4} + \frac{1}{3^4} + \frac{1}{5^4} + \dots$.
આપણે જાણીએ છીએ કે $S = S_{odd} + S_{even}$,જ્યાં $S_{even} = \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{(2n)^4}$.
$S_{even} = \frac{1}{2^4} \sum_{n=1}^{\infty} \frac{1}{n^4} = \frac{1}{16} S$.
તેથી,$S_{odd} = S - S_{even} = S - \frac{1}{16} S = \frac{15}{16} S$.
$S = \frac{\pi^4}{90}$ ની કિંમત મૂકતા:
$S_{odd} = \frac{15}{16} \times \frac{\pi^4}{90} = \frac{1}{16} \times \frac{\pi^4}{6} = \frac{\pi^4}{96}$.
56
MediumMCQ
$2.\overline{357} = $
A
$\frac{2355}{1001}$
B
$\frac{2370}{997}$
C
$\frac{2355}{999}$
D
$\text{આપેલ પૈકી કોઈ નહીં}$

Solution

(C) ધારો કે $x = 2.\overline{357} = 2.357357357...$
આને $x = 2 + 0.357357357...$ તરીકે લખી શકાય.
ધારો કે $y = 0.357357357... = \frac{357}{1000} + \frac{357}{1000^2} + \frac{357}{1000^3} + ...$
આ એક અનંત ગુણોત્તર શ્રેણી છે જેમાં પ્રથમ પદ $a = \frac{357}{1000}$ અને સામાન્ય ગુણોત્તર $r = \frac{1}{1000}$ છે.
સરવાળો $S_{\infty} = \frac{a}{1-r} = \frac{\frac{357}{1000}}{1 - \frac{1}{1000}} = \frac{\frac{357}{1000}}{\frac{999}{1000}} = \frac{357}{999}$.
તેથી,$x = 2 + \frac{357}{999} = \frac{2 \times 999 + 357}{999} = \frac{1998 + 357}{999} = \frac{2355}{999}$.
57
DifficultMCQ
કોઈપણ એકી પૂર્ણાંક $n \ge 1$ માટે,${n^3} - {(n - 1)^3} + \dots + {( - 1)^{n - 1}}{1^3} = $
A
$\frac{1}{2}{(n - 1)^2}(2n - 1)$
B
$\frac{1}{4}{(n - 1)^2}(2n - 1)$
C
$\frac{1}{2}{(n + 1)^2}(2n - 1)$
D
$\frac{1}{4}{(n + 1)^2}(2n - 1)$

Solution

(D) ધારો કે $S = {n^3} - {(n - 1)^3} + {(n - 2)^3} - {(n - 3)^3} + \dots + {1^3}$.
$n$ એકી સંખ્યા હોવાથી,છેલ્લું પદ ${1^3}$ છે.
આપણે $S = \sum_{k=1}^{n} k^3 - 2 \sum_{k=1}^{(n-1)/2} (2k)^3$ લખી શકીએ.
સૂત્ર $\sum_{k=1}^{m} k^3 = \left[ \frac{m(m+1)}{2} \right]^2$ નો ઉપયોગ કરતા:
$S = \left[ \frac{n(n+1)}{2} \right]^2 - 16 \left[ \frac{\frac{n-1}{2} (\frac{n-1}{2} + 1)}{2} \right]^2$
$S = \frac{n^2(n+1)^2}{4} - \frac{(n-1)^2(n+1)^2}{4}$
$S = \frac{(n+1)^2}{4} [n^2 - (n-1)^2]$
$S = \frac{(n+1)^2}{4} (2n - 1)$.
58
DifficultMCQ
શ્રેણી $\frac{1^3}{1} + \frac{1^3 + 2^3}{1 + 3} + \frac{1^3 + 2^3 + 3^3}{1 + 3 + 5} + \dots$ નું ${n^{th}}$ પદ શું હશે?
A
$n^2 + 2n + 1$
B
$\frac{n^2 + 2n + 1}{8}$
C
$\frac{n^2 + 2n + 1}{4}$
D
$\frac{n^2 - 2n + 1}{4}$

Solution

(C) ${n^{th}}$ પદ $T_n = \frac{\sum_{k=1}^{n} k^3}{\sum_{k=1}^{n} (2k - 1)}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
અંશ એ પ્રથમ $n$ પ્રાકૃતિક સંખ્યાઓના ઘનનો સરવાળો છે: $\sum_{k=1}^{n} k^3 = \left[ \frac{n(n+1)}{2} \right]^2 = \frac{n^2(n+1)^2}{4}$.
છેદ એ પ્રથમ $n$ એકી સંખ્યાઓનો સરવાળો છે,જે $n^2$ છે: $\sum_{k=1}^{n} (2k - 1) = n^2$.
તેથી,$T_n = \frac{n^2(n+1)^2 / 4}{n^2} = \frac{(n+1)^2}{4} = \frac{n^2 + 2n + 1}{4}$.
59
EasyMCQ
શ્રેણી $\sqrt{3} + \frac{1}{\sqrt{3}} + \frac{1}{3\sqrt{3}} + \dots$ નો અનંત સરવાળો કેટલો થાય?
A
$\frac{\sqrt{3}}{2}$
B
$3\sqrt{3}$
C
$\frac{3\sqrt{3}}{2}$
D
$\frac{3}{2}$

Solution

(C) આપેલ શ્રેણી $\sqrt{3} + \frac{1}{\sqrt{3}} + \frac{1}{3\sqrt{3}} + \dots$ છે.
આ એક અનંત ગુણોત્તર શ્રેણી છે જેમાં પ્રથમ પદ $a = \sqrt{3}$ છે.
સામાન્ય ગુણોત્તર $r = \frac{T_2}{T_1} = \frac{1/\sqrt{3}}{\sqrt{3}} = \frac{1}{3}$ છે.
અહીં $|r| < 1$ હોવાથી,અનંત ગુણોત્તર શ્રેણીનો સરવાળો $S = \frac{a}{1 - r}$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.
કિંમતો મૂકતા,$S = \frac{\sqrt{3}}{1 - 1/3} = \frac{\sqrt{3}}{2/3} = \frac{3\sqrt{3}}{2}$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.
60
DifficultMCQ
શ્રેણી $1^3 - 2^3 + 3^3 - 4^3 + 5^3 - 6^3 + 7^3 - 8^3 + 9^3$ નો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$300$
B
$125$
C
$425$
D
$0$

Solution

(C) આપેલ શ્રેણી $S = 1^3 - 2^3 + 3^3 - 4^3 + 5^3 - 6^3 + 7^3 - 8^3 + 9^3$ છે.
આપણે પદોને નીચે મુજબ જૂથબદ્ધ કરી શકીએ:
$S = (1^3) + (3^3 - 2^3) + (5^3 - 4^3) + (7^3 - 6^3) + (9^3 - 8^3)$.
નિત્યસમ $a^3 - b^3 = (a - b)(a^2 + ab + b^2)$ નો ઉપયોગ કરતા,જ્યાં $a - b = 1$:
$S = 1 + (3^2 + 3 \times 2 + 2^2) + (5^2 + 5 \times 4 + 4^2) + (7^2 + 7 \times 6 + 6^2) + (9^2 + 9 \times 8 + 8^2)$.
$S = 1 + (9 + 6 + 4) + (25 + 20 + 16) + (49 + 42 + 36) + (81 + 72 + 64)$.
$S = 1 + 19 + 61 + 127 + 217$.
$S = 425$.
61
DifficultMCQ
$2 + 5 + 14 + 41 + \dots$ શ્રેણીના $n$ પદોનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$\frac{n}{2} + \frac{1}{4}(3^n - 1)$
B
$\frac{n}{2} + \frac{3}{4}(3^n - 1)$
C
$\frac{n}{2} + \frac{1}{2}(3^n - 1)$
D
આપેલ પૈકી એકપણ નહીં

Solution

(B) આપેલ શ્રેણી $2, 5, 14, 41, \dots$ છે.
ક્રમિક પદોનો તફાવત $3, 9, 27, \dots$ છે,જે સમગુણોત્તર શ્રેણી બનાવે છે.
$n$-મું પદ $t_n$ આ મુજબ લખી શકાય:
$t_n = 2 + (3 + 9 + 27 + \dots + 3^{n-1})$
સમગુણોત્તર શ્રેણીના સરવાળાના સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા:
$t_n = 2 + \frac{3(3^{n-1} - 1)}{3 - 1} = 2 + \frac{3^n - 3}{2} = \frac{4 + 3^n - 3}{2} = \frac{3^n + 1}{2}$
હવે,$n$ પદોનો સરવાળો $S_n = \sum_{k=1}^{n} t_k = \sum_{k=1}^{n} \frac{3^k + 1}{2} = \frac{1}{2} \left( \sum_{k=1}^{n} 3^k + \sum_{k=1}^{n} 1 \right)$
$S_n = \frac{1}{2} \left( \frac{3(3^n - 1)}{3 - 1} + n \right)$
$S_n = \frac{1}{2} \left( \frac{3(3^n - 1)}{2} + n \right) = \frac{n}{2} + \frac{3}{4}(3^n - 1)$
62
EasyMCQ
જો શ્રેણીનું $n$ મું પદ $n(n + 1)$ હોય,તો તેના $n$ પદોનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$\frac{n(n + 1)(n + 2)}{3}$
B
$\frac{(n + 1)(n + 2)(n + 3)}{12}$
C
$n^2(n + 2)$
D
$n(n + 1)(n + 2)$

Solution

(A) $n$ મું પદ $a_n = n(n + 1) = n^2 + n$ છે.
$n$ પદોનો સરવાળો શોધવા માટે,$S_n = \sum_{k=1}^{n} (k^2 + k)$ ગણીએ.
પ્રમાણિત સરવાળાના સૂત્રો $\sum_{k=1}^{n} k^2 = \frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6}$ અને $\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n + 1)}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$S_n = \frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6} + \frac{n(n + 1)}{2}$.
$\frac{n(n + 1)}{2}$ સામાન્ય લેતા:
$S_n = \frac{n(n + 1)}{2} \left( \frac{2n + 1}{3} + 1 \right) = \frac{n(n + 1)}{2} \left( \frac{2n + 4}{3} \right) = \frac{n(n + 1)(n + 2)}{3}$.
63
DifficultMCQ
$1, 3, 6, 10, 15, 21, \dots, 5050$ શ્રેણીમાં પદોની સંખ્યા કેટલી છે?
A
$50$
B
$100$
C
$101$
D
$105$

Solution

(B) આપેલ શ્રેણી $1, 3, 6, 10, 15, 21, \dots, 5050$ છે.
આ ત્રિકોણીય સંખ્યાઓ છે,જ્યાં $n$-મું પદ $T_n = \frac{n(n+1)}{2}$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.
અહીં આપણને છેલ્લું પદ $T_n = 5050$ આપેલ છે.
તેથી,$\frac{n(n+1)}{2} = 5050$.
$n(n+1) = 10100$.
$n^2 + n - 10100 = 0$.
દ્વિઘાત સૂત્ર $n = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}$ નો ઉપયોગ કરીને:
$n = \frac{-1 \pm \sqrt{1 + 40400}}{2} = \frac{-1 \pm 201}{2}$.
ધન કિંમત લેતા,$n = \frac{200}{2} = 100$.
આમ,શ્રેણીમાં કુલ $100$ પદો છે.
64
DifficultMCQ
જો $\sum_{k=1}^n \left( \sum_{m=1}^k m^2 \right) = an^4 + bn^3 + cn^2 + dn + e$ હોય,તો નીચેનામાંથી શું સાચું છે?
A
$a = \frac{1}{12}$
B
$b = \frac{1}{6}$
C
$e = 0$
D
આપેલ પૈકી એકપણ નહિ.

Solution

(A) આપણે જાણીએ છીએ કે $\sum_{m=1}^k m^2 = \frac{k(k+1)(2k+1)}{6} = \frac{2k^3 + 3k^2 + k}{6}$.
તેથી,$\sum_{k=1}^n \left( \sum_{m=1}^k m^2 \right) = \frac{1}{6} \sum_{k=1}^n (2k^3 + 3k^2 + k)$.
$= \frac{1}{6} \left[ 2 \sum k^3 + 3 \sum k^2 + \sum k \right]$.
$= \frac{1}{6} \left[ 2 \frac{n^2(n+1)^2}{4} + 3 \frac{n(n+1)(2n+1)}{6} + \frac{n(n+1)}{2} \right]$.
$= \frac{1}{12} n^2(n^2+2n+1) + \frac{1}{12} (2n^3+3n^2+n) + \frac{1}{12} (n^2+n)$.
$= \frac{1}{12} (n^4 + 2n^3 + n^2 + 2n^3 + 3n^2 + n + n^2 + n) = \frac{1}{12} n^4 + \frac{4}{12} n^3 + \frac{5}{12} n^2 + \frac{2}{12} n$.
$an^4 + bn^3 + cn^2 + dn + e$ સાથે સરખાવતા,આપણને $a = \frac{1}{12}$,$b = \frac{1}{3}$,$c = \frac{5}{12}$,$d = \frac{1}{6}$,અને $e = 0$ મળે છે.
આમ,$a = \frac{1}{12}$ સાચું છે.
65
DifficultMCQ
જો $S$ એ શ્રેણી $1 + \frac{1 + 2}{2} + \frac{1 + 2 + 3}{3} + \dots$ ના $n$ પદોનો સરવાળો હોય,તો $S = \dots$
A
$\frac{n(n + 3)}{4}$
B
$\frac{n(n + 2)}{4}$
C
$\frac{n(n + 1)(n + 2)}{6}$
D
$n^2$

Solution

(A) શ્રેણીનું $n$-મું પદ $t_n = \frac{1 + 2 + 3 + \dots + n}{n}$ દ્વારા આપવામાં આવે છે.
પ્રથમ $n$ પ્રાકૃતિક સંખ્યાઓના સરવાળાના સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા,$\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n + 1)}{2}$,આપણને મળે છે:
$t_n = \frac{n(n + 1)}{2n} = \frac{1}{2}(n + 1)$.
હવે,$n$ પદોનો સરવાળો $S_n = \sum_{k=1}^{n} t_k = \sum_{k=1}^{n} \frac{1}{2}(k + 1)$.
$S_n = \frac{1}{2} \left( \sum_{k=1}^{n} k + \sum_{k=1}^{n} 1 \right)$.
$S_n = \frac{1}{2} \left[ \frac{n(n + 1)}{2} + n \right]$.
$S_n = \frac{n}{2} \left( \frac{n + 1}{2} + 1 \right) = \frac{n}{2} \left( \frac{n + 1 + 2}{2} \right) = \frac{n(n + 3)}{4}$.
66
DifficultMCQ
$1^2 + 2.2^2 + 3^2 + 2.4^2 + 5^2 + 2.6^2 + \dots + 2(2m)^2$ શ્રેણીનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$m^2(2m + 1)$
B
$m(m + 2)^2$
C
$m^2(m + 2)$
D
$m(2m + 1)^2$

Solution

(D) આપેલ શ્રેણી $S = 1^2 + 2^2 + 3^2 + \dots + (2m)^2$ છે.
પ્રથમ $n$ પ્રાકૃતિક સંખ્યાઓના વર્ગોનો સરવાળો $\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}$ થાય.
અહીં $n = 2m$ લેતા,
$S = \frac{2m(2m+1)(4m+1)}{6} = \frac{m(2m+1)(4m+1)}{3}$.
67
DifficultMCQ
$\sum\limits_{r = 1}^n {\sum\limits_{m = 1}^r {m} } = \dots$
A
$\frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6}$
B
$\frac{n(n + 1)(n + 2)}{6}$
C
$\frac{n^2(n + 1)^2}{4}$
D
$\frac{n(n + 1)(2n + 1)}{12}$

Solution

(B) આપણે જાણીએ છીએ કે પ્રથમ $r$ પ્રાકૃતિક સંખ્યાઓનો સરવાળો $\sum_{m=1}^r m = \frac{r(r+1)}{2}$ છે.
તેથી,આપેલ પદાવલિ $\sum_{r=1}^n \frac{r(r+1)}{2} = \frac{1}{2} \sum_{r=1}^n (r^2 + r)$ છે.
પ્રમાણિત સરવાળાના સૂત્રો $\sum_{r=1}^n r^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}$ અને $\sum_{r=1}^n r = \frac{n(n+1)}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$= \frac{1}{2} \left[ \frac{n(n+1)(2n+1)}{6} + \frac{n(n+1)}{2} \right]$
$= \frac{n(n+1)}{4} \left[ \frac{2n+1}{3} + 1 \right]$
$= \frac{n(n+1)}{4} \left[ \frac{2n+4}{3} \right]$
$= \frac{n(n+1) \cdot 2(n+2)}{12} = \frac{n(n+1)(n+2)}{6}$.
68
MediumMCQ
સમગુણોત્તર શ્રેણી $\frac{\sqrt{2} + 1}{\sqrt{2} - 1}, \frac{1}{2 - \sqrt{2}}, \frac{1}{2}, \dots$ ના અનંત પદોનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$\sqrt{2}(\sqrt{2} + 1)^2$
B
$(\sqrt{2} + 1)^2$
C
$5\sqrt{2}$
D
$3\sqrt{2} + \sqrt{5}$

Solution

(A) આપેલ સમગુણોત્તર શ્રેણીમાં પ્રથમ પદ $a = \frac{\sqrt{2} + 1}{\sqrt{2} - 1} = (\sqrt{2} + 1)^2$ છે.
સામાન્ય ગુણોત્તર $r = \frac{1}{\sqrt{2}(\sqrt{2} + 1)} = \frac{\sqrt{2} - 1}{\sqrt{2}} = 1 - \frac{1}{\sqrt{2}}$ છે.
અનંત પદોનો સરવાળો $S = \frac{a}{1 - r}$ સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા,
$S = \frac{(\sqrt{2} + 1)^2}{1 - (1 - \frac{1}{\sqrt{2}})} = \frac{(\sqrt{2} + 1)^2}{\frac{1}{\sqrt{2}}} = \sqrt{2}(\sqrt{2} + 1)^2$.
69
DifficultMCQ
$11^3 + 12^3 + \dots + 20^3$ એ:
A
$5$ વડે વિભાજ્ય છે.
B
$5$ વડે વિભાજ્ય અયુગ્મ પૂર્ણાંક છે.
C
$5$ વડે વિભાજ્ય ન હોય તેવો યુગ્મ પૂર્ણાંક છે.
D
$5$ વડે વિભાજ્ય ન હોય તેવો અયુગ્મ પૂર્ણાંક છે.

Solution

(B) સરવાળો $S = \sum_{n=11}^{20} n^3 = \sum_{n=1}^{20} n^3 - \sum_{n=1}^{10} n^3$ દ્વારા મળે છે.
સૂત્ર $\sum_{k=1}^{n} k^3 = \left[ \frac{n(n+1)}{2} \right]^2$ નો ઉપયોગ કરતા:
$S = \left[ \frac{20(21)}{2} \right]^2 - \left[ \frac{10(11)}{2} \right]^2$
$S = (210)^2 - (55)^2$
$S = 44100 - 3025 = 41075$.
સંખ્યા $41075$ નો એકમનો અંક $5$ હોવાથી,તે $5$ વડે વિભાજ્ય છે.
તે $2$ વડે વિભાજ્ય ન હોવાથી,તે અયુગ્મ પૂર્ણાંક છે.
તેથી,આ સરવાળો $5$ વડે વિભાજ્ય અયુગ્મ પૂર્ણાંક છે.
70
MediumMCQ
$2 + 4 + 7 + 11 + 16 + \dots$ શ્રેણીનો $n$ પદ સુધીનો સરવાળો શોધો.
A
$\frac{1}{6}(n^2 + 3n + 8)$
B
$\frac{n}{6}(n^2 + 3n + 8)$
C
$\frac{1}{6}(n^2 - 3n + 8)$
D
$\frac{n}{6}(n^2 - 3n + 8)$

Solution

(B) ધારો કે શ્રેણી $S_n = 2 + 4 + 7 + 11 + 16 + \dots + T_n$ છે.
ક્રમિક પદો વચ્ચેનો તફાવત $2, 3, 4, 5, \dots$ છે,જે સમાંતર શ્રેણી બનાવે છે.
ધારો કે $T_n = an^2 + bn + c$.
$n=1$ માટે,$T_1 = a + b + c = 2$.
$n=2$ માટે,$T_2 = 4a + 2b + c = 4$.
$n=3$ માટે,$T_3 = 9a + 3b + c = 7$.
સમીકરણો બાદ કરતાં,$3a + b = 2$ અને $5a + b = 3$ મળે છે.
આ ઉકેલતા,$2a = 1 \implies a = 1/2$,$b = 1/2$,અને $c = 1$ મળે છે.
આમ,$T_n = \frac{1}{2}n^2 + \frac{1}{2}n + 1 = \frac{n^2 + n + 2}{2}$.
સરવાળો $S_n = \sum_{k=1}^n T_k = \frac{1}{2} [\sum k^2 + \sum k + \sum 2]$.
$S_n = \frac{1}{2} [\frac{n(n+1)(2n+1)}{6} + \frac{n(n+1)}{2} + 2n]$.
$S_n = \frac{n}{12} [(n+1)(2n+1) + 3(n+1) + 12] = \frac{n}{12} [2n^2 + 3n + 1 + 3n + 3 + 12] = \frac{n}{12} [2n^2 + 6n + 16] = \frac{n}{6} (n^2 + 3n + 8)$.
71
DifficultMCQ
${{(0.2)}^{{{\log }_{\sqrt{5}}}\left( \frac{1}{4} + \frac{1}{8} + \frac{1}{16} + \dots \infty \right)}}$ નું મૂલ્ય શોધો:
A
$1$
B
$2$
C
$1/2$
D
$4$

Solution

(D) આપેલ શ્રેણી અનંત સમગુણોત્તર શ્રેણી છે: $\frac{1}{4} + \frac{1}{8} + \frac{1}{16} + \dots \infty$.
અહીં,પ્રથમ પદ $a = \frac{1}{4}$ અને સામાન્ય ગુણોત્તર $r = \frac{1}{2}$ છે.
અનંત સમગુણોત્તર શ્રેણીનો સરવાળો $S = \frac{a}{1-r} = \frac{1/4}{1-1/2} = \frac{1/4}{1/2} = \frac{1}{2}$ થાય.
હવે,પદાવલિ $(0.2)^{\log_{\sqrt{5}}(1/2)}$ બને છે.
$0.2 = \frac{1}{5} = 5^{-1}$ અને $\sqrt{5} = 5^{1/2}$ હોવાથી:
$(5^{-1})^{\log_{5^{1/2}}(2^{-1})} = (5^{-1})^{\frac{-1}{1/2} \log_{5} 2} = (5^{-1})^{-2 \log_{5} 2} = 5^{2 \log_{5} 2}$.
$n \log_{b} a = \log_{b} a^n$ ગુણધર્મનો ઉપયોગ કરતા,$5^{\log_{5} 2^2} = 2^2 = 4$ મળે.
72
DifficultMCQ
કોઈ એકી પૂર્ણાંક $n \ge 1$ માટે,$n^3 - (n-1)^3 + (n-2)^3 - (n-3)^3 + \dots + (-1)^{n-1} 1^3$ ની કિંમત શું થાય?
A
$\frac{1}{2}(n - 1)^2(2n - 1)$
B
$\frac{1}{4}(n - 1)^2(2n - 1)$
C
$\frac{1}{2}(n + 1)^2(2n - 1)$
D
$\frac{1}{4}(n + 1)^2(2n - 1)$

Solution

(D) શ્રેણી $S = n^3 - (n-1)^3 + (n-2)^3 - (n-3)^3 + \dots + 1^3$ આપેલ છે.
$n$ એકી પૂર્ણાંક હોવાથી,આપણે પદોને જૂથમાં વહેંચી શકીએ.
$S = \sum_{k=1}^{n} (-1)^{n-k} k^3$.
$n=1$ માટે,$S = 1^3 = 1$. વિકલ્પ $D$ માં કિંમત મૂકતા: $\frac{1}{4}(1+1)^2(2(1)-1) = \frac{1}{4}(4)(1) = 1$.
$n=3$ માટે,$S = 3^3 - 2^3 + 1^3 = 27 - 8 + 1 = 20$. વિકલ્પ $D$ માં કિંમત મૂકતા: $\frac{1}{4}(3+1)^2(2(3)-1) = \frac{1}{4}(16)(5) = 20$.
આમ,સામાન્ય સૂત્ર $\frac{1}{4}(n+1)^2(2n-1)$ છે.
73
DifficultMCQ
$1 + \frac{2}{3} + \frac{6}{3^2} + \frac{10}{3^3} + \frac{14}{3^4} + \dots$ શ્રેણીનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$4$
B
$6$
C
$2$
D
$3$

Solution

(D) ધારો કે $S = 1 + \frac{2}{3} + \frac{6}{3^2} + \frac{10}{3^3} + \frac{14}{3^4} + \dots \infty \dots (1)$
$\frac{1}{3}S = \frac{1}{3} + \frac{2}{3^2} + \frac{6}{3^3} + \frac{10}{3^4} + \dots \infty \dots (2)$
$(1)$ માંથી $(2)$ બાદ કરતાં:
$\frac{2}{3}S = 1 + \frac{1}{3} + \frac{4}{3^2} + \frac{4}{3^3} + \frac{4}{3^4} + \dots$
$\frac{2}{3}S = 1 + \frac{1}{3} + \frac{4}{9} (1 + \frac{1}{3} + \frac{1}{3^2} + \dots)$
અનંત ગુણોત્તર શ્રેણીના સરવાળાના સૂત્ર $S_{\infty} = \frac{a}{1-r}$ નો ઉપયોગ કરતાં:
$\frac{2}{3}S = 1 + \frac{1}{3} + \frac{4}{9} (\frac{1}{1 - 1/3}) = 1 + \frac{1}{3} + \frac{4}{9} (\frac{3}{2}) = 1 + \frac{1}{3} + \frac{2}{3} = 2$
$\frac{2}{3}S = 2 \implies S = 3$.
74
MediumMCQ
$11^2 + 12^2 + 13^2 + \dots + 20^2 = ?$
A
$2481$
B
$2483$
C
$2485$
D
$2487$

Solution

(C) આપણે $S = 11^2 + 12^2 + 13^2 + \dots + 20^2$ નો સરવાળો શોધવો છે.
આને બે વર્ગોના સરવાળાના તફાવત તરીકે દર્શાવી શકાય છે:
$S = \sum_{n=1}^{20} n^2 - \sum_{n=1}^{10} n^2$.
સૂત્ર $\sum_{n=1}^{k} n^2 = \frac{k(k+1)(2k+1)}{6}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$k=20$ માટે: $\frac{20(21)(41)}{6} = 10 \times 7 \times 41 = 2870$.
$k=10$ માટે: $\frac{10(11)(21)}{6} = 5 \times 11 \times 7 = 385$.
તેથી,$S = 2870 - 385 = 2485$.
75
MediumMCQ
$0.7 + 0.77 + 0.777 + \dots$ શ્રેણીના પ્રથમ $10$ પદોનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$\frac{7}{9} \left( 89 + \frac{1}{10^{10}} \right)$
B
$\frac{7}{81} \left( 89 + \frac{1}{10^{10}} \right)$
C
$\frac{7}{81} \left( 89 + \frac{1}{10^9} \right)$
D
આપેલ પૈકી એક પણ નહિ

Solution

(B) ધારો કે સરવાળો $S = 0.7 + 0.77 + 0.777 + \dots$ $10$ પદો સુધી છે.
આપણે તેને $S = 7(0.1 + 0.11 + 0.111 + \dots)$ તરીકે લખી શકીએ.
$9$ વડે ગુણતા અને ભાગતા: $S = \frac{7}{9} (0.9 + 0.99 + 0.999 + \dots)$.
આને $S = \frac{7}{9} [(1 - 0.1) + (1 - 0.01) + (1 - 0.001) + \dots]$ તરીકે ફરીથી લખી શકાય.
$10$ પદો માટે,$S = \frac{7}{9} [10 - (0.1 + 0.01 + \dots + 0.1^{10})]$.
કૌંસમાં રહેલો સરવાળો એ સમગુણોત્તર શ્રેણી છે જેમાં $a = 0.1$,$r = 0.1$,અને $n = 10$ છે.
સરવાળો $= \frac{a(1 - r^n)}{1 - r} = \frac{0.1(1 - 0.1^{10})}{1 - 0.1} = \frac{0.1(1 - 10^{-10})}{0.9} = \frac{1}{9} (1 - 10^{-10})$.
આ કિંમત પાછી મૂકતા: $S = \frac{7}{9} [10 - \frac{1}{9} (1 - 10^{-10})] = \frac{7}{9} [\frac{90 - 1 + 10^{-10}}{9}] = \frac{7}{81} (89 + 10^{-10})$.
આમ,સરવાળો $\frac{7}{81} (89 + \frac{1}{10^{10}})$ થાય છે.
76
MediumMCQ
$1 + 3 + 7 + 15 + 31 + \dots$ શ્રેણીના $n$ પદોનો સરવાળો શોધો.
A
$2^{n+1} - n$
B
$2^{n+1} - n - 2$
C
$2^n - n - 2$
D
આમાંથી એક પણ નહીં

Solution

(B) ધારો કે $n$-મું પદ $t_n$ છે. શ્રેણી $1, 3, 7, 15, 31, \dots$ છે.
પદોને $(2^1 - 1), (2^2 - 1), (2^3 - 1), (2^4 - 1), (2^5 - 1), \dots$ તરીકે લખી શકાય.
તેથી,$n$-મું પદ $t_n = 2^n - 1$ છે.
$n$ પદોનો સરવાળો $S_n = \sum_{k=1}^{n} t_k = \sum_{k=1}^{n} (2^k - 1)$.
$S_n = \sum_{k=1}^{n} 2^k - \sum_{k=1}^{n} 1$.
પ્રથમ ભાગ એ સમગુણોત્તર શ્રેણી છે જેમાં પ્રથમ પદ $a = 2$ અને સામાન્ય ગુણોત્તર $r = 2$ છે.
સમગુણોત્તર શ્રેણીના $n$ પદોનો સરવાળો $= \frac{a(r^n - 1)}{r - 1} = \frac{2(2^n - 1)}{2 - 1} = 2(2^n - 1) = 2^{n+1} - 2$.
તેથી,$S_n = (2^{n+1} - 2) - n = 2^{n+1} - n - 2$.
77
DifficultMCQ
શ્રેણીનો $10$ પદ સુધીનો સરવાળો શોધો: $(3^3 - 2^3) + (5^3 - 4^3) + (7^3 - 6^3) + \dots$
A
$4960$
B
$4860$
C
$5060$
D
આપેલ પૈકી એકપણ નહિ

Solution

(A) આપેલ શ્રેણી $S = \sum_{n=1}^{10} ((2n+1)^3 - (2n)^3)$ છે.
પદોનું વિસ્તરણ કરતા: $S = (3^3 - 2^3) + (5^3 - 4^3) + \dots + (21^3 - 20^3)$.
આને $S = (3^3 + 5^3 + \dots + 21^3) - (2^3 + 4^3 + \dots + 20^3)$ તરીકે લખી શકાય.
$S = \sum_{n=1}^{10} (12n^2 + 6n + 1)$ મેળવતા:
$S = 12 \frac{10(11)(21)}{6} + 6 \frac{10(11)}{2} + 10 = 4620 + 330 + 10 = 4960$.
78
MediumMCQ
જો $S_n = 2 + 4 + 7 + 11 + \dots + n$ પદ હોય,તો $t_n = \dots$
A
$\frac{n^2 + n + 1}{2}$
B
$n^2 + n + 2$
C
$\frac{n^2 + n + 2}{2}$
D
$\frac{n^2 + 2n + 2}{2}$

Solution

(C) આપેલ શ્રેણી $S_n = 2 + 4 + 7 + 11 + \dots + t_n$ છે.
અનુક્રમ $a_n = 2, 4, 7, 11, \dots$ લો.
ક્રમિક પદો વચ્ચેનો તફાવત $2, 3, 4, \dots$ છે,જે સમાંતર શ્રેણી બનાવે છે.
તેથી,$t_n = t_1 + \sum_{k=1}^{n-1} (k+1)$.
$t_n = 2 + [2 + 3 + 4 + \dots + n]$.
આ $t_n = 1 + [1 + 2 + 3 + \dots + n]$ થાય.
સરવાળાના સૂત્ર $\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n+1)}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$t_n = 1 + \frac{n(n+1)}{2} = \frac{2 + n^2 + n}{2} = \frac{n^2 + n + 2}{2}$.
79
DifficultMCQ
શ્રેણી $0.7, 0.77, 0.777, \dots$ ના પ્રથમ $20$ પદોનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$\frac{7}{81} (179 - 10^{-20})$
B
$\frac{7}{9} (99 - 10^{-20})$
C
$\frac{7}{81} (179 + 10^{-20})$
D
$\frac{7}{9} (99 + 10^{-20})$

Solution

(C) આપેલ શ્રેણી $0.7, 0.77, 0.777, \dots$ છે,જેમાં $n=20$ પદો છે.
$n$-મું પદ $a_n = \frac{7}{9} (1 - 10^{-n})$ તરીકે લખી શકાય.
પ્રથમ $n$ પદોનો સરવાળો $S_n = \sum_{k=1}^{n} \frac{7}{9} (1 - 10^{-k})$ છે.
$S_n = \frac{7}{9} [n - \frac{1}{9} (1 - 10^{-n})]$.
$n=20$ માટે,$S_{20} = \frac{7}{9} [20 - \frac{1}{9} (1 - 10^{-20})] = \frac{7}{81} [180 - 1 + 10^{-20}] = \frac{7}{81} (179 + 10^{-20})$.
80
MediumMCQ
$1 + (1 + x) + (1 + x + x^2) + (1 + x + x^2 + x^3) + \dots$ શ્રેણીનો $n$ પદ સુધીનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$\frac{1 - x^n}{1 - x}$
B
$\frac{x(1 - x^n)}{1 - x}$
C
$\frac{n(1 - x) - x(1 - x^n)}{(1 - x)^2}$
D
આપેલ પૈકી એક પણ નહિ

Solution

(C) શ્રેણીનું $k$-મું પદ $T_k = 1 + x + x^2 + \dots + x^{k-1} = \frac{1 - x^k}{1 - x}$ છે.
$n$ પદનો સરવાળો $S_n = \sum_{k=1}^{n} T_k = \sum_{k=1}^{n} \frac{1 - x^k}{1 - x}$ છે.
$S_n = \frac{1}{1 - x} \left[ \sum_{k=1}^{n} 1 - \sum_{k=1}^{n} x^k \right]$.
$S_n = \frac{1}{1 - x} \left[ n - \frac{x(1 - x^n)}{1 - x} \right]$.
$S_n = \frac{n(1 - x) - x(1 - x^n)}{(1 - x)^2}$.
81
EasyMCQ
શ્રેણી $27, 9, 5\frac{2}{5}, 3\frac{6}{7}, \dots$ નું નવમું પદ $.....$ છે.
A
$1\frac{10}{17}$
B
$\frac{10}{17}$
C
$\frac{16}{27}$
D
$\frac{17}{27}$

Solution

(A) આપેલ શ્રેણી $27, 9, \frac{27}{5}, \frac{27}{7}, \dots$ છે.
આને $\frac{27}{1}, \frac{27}{3}, \frac{27}{5}, \frac{27}{7}, \dots$ તરીકે લખી શકાય.
અંશ $27$ અચળ છે.
છેદ એ સમાંતર શ્રેણી $1, 3, 5, 7, \dots$ બનાવે છે.
છેદનું $n$ મું પદ $a_n = 1 + (n-1)2 = 2n - 1$ છે.
તેથી,શ્રેણીનું $n$ મું પદ $t_n = \frac{27}{2n-1}$ છે.
નવમા પદ માટે,$n = 9$ મૂકતા:
$t_9 = \frac{27}{2(9) - 1} = \frac{27}{18 - 1} = \frac{27}{17} = 1\frac{10}{17}$.
82
DifficultMCQ
અનંત શ્રેણી $1^2 + 2^2 x + 3^2 x^2 + \dots$ નો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$(1 + x) / (1 - x)^3$
B
$(1 + x) / (1 - x)$
C
$x / (1 - x)^3$
D
$1 / (1 - x)^3$

Solution

(A) ધારો કે સરવાળો $S = 1^2 + 2^2 x + 3^2 x^2 + \dots$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે અનંત ગુણોત્તર શ્રેણીનો સરવાળો $\sum_{n=0}^{\infty} x^n = \frac{1}{1-x}$ છે,જ્યાં $|x| < 1$.
બંને બાજુ $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$\sum_{n=1}^{\infty} n x^{n-1} = \frac{1}{(1-x)^2}$ મળે.
$x$ વડે ગુણતા,$\sum_{n=1}^{\infty} n x^n = \frac{x}{(1-x)^2}$ મળે.
ફરીથી $x$ ની સાપેક્ષમાં વિકલન કરતા,$\sum_{n=1}^{\infty} n^2 x^{n-1} = \frac{d}{dx} \left( \frac{x}{(1-x)^2} \right) = \frac{1+x}{(1-x)^3}$ મળે.
આમ,શ્રેણીનો સરવાળો $S = \frac{1+x}{(1-x)^3}$ થાય.
83
EasyMCQ
$2, 1\frac{3}{4}, 1\frac{5}{9}, \dots$ શ્રેણીનું છઠ્ઠું પદ કયું હશે?
A
$7/6$
B
$6/7$
C
$6/19$
D
$3/7$

Solution

(A) આપેલ શ્રેણી $2, \frac{7}{4}, \frac{14}{9}, \dots$ છે.
જો આપણે શ્રેણીને $2/1, 3/2, 4/3, 5/4, 6/5, 7/6$ તરીકે લઈએ,તો છઠ્ઠું પદ $7/6$ થાય.
આથી સાચો વિકલ્પ $A$ છે.
84
MediumMCQ
$1 \cdot 3 \cdot 5 + 3 \cdot 5 \cdot 7 + 5 \cdot 7 \cdot 9 + \dots$ શ્રેણીનો $n$ પદ સુધીનો સરવાળો શોધો.
A
$n(2n^3 + 8n^2 + 7n - 2)$
B
$n(2n^3 + 8n^2 + 7n - 2) / 4$
C
$n(2n^3 + 8n^2 + 7n - 2) / 2$
D
આપેલ પૈકી એક પણ નહિ

Solution

(A) શ્રેણીનું $r$-મું પદ $T_r = (2r-1)(2r+1)(2r+3)$ છે.
$T_r = (4r^2 - 1)(2r+3) = 8r^3 + 12r^2 - 2r - 3$.
સરવાળો $S_n = \sum_{r=1}^{n} T_r$ શોધવા માટે,આપણે પ્રમાણિત સરવાળાના સૂત્રોનો ઉપયોગ કરીએ છીએ:
$S_n = 8 \sum r^3 + 12 \sum r^2 - 2 \sum r - \sum 3$.
$S_n = 8 \left[ \frac{n(n+1)}{2} \right]^2 + 12 \left[ \frac{n(n+1)(2n+1)}{6} \right] - 2 \left[ \frac{n(n+1)}{2} \right] - 3n$.
$S_n = 2n^2(n+1)^2 + 2n(n+1)(2n+1) - n(n+1) - 3n$.
$S_n = 2n^4 + 8n^3 + 7n^2 - 2n = n(2n^3 + 8n^2 + 7n - 2)$.
85
DifficultMCQ
$2^2 + 4^2 + 6^2 + \dots + (2n)^2 = \dots$
A
$\frac{n(n + 1)(2n + 1)}{3}$
B
$\frac{2n(n + 1)(2n + 1)}{3}$
C
$\frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6}$
D
$\frac{n(n + 1)(2n + 1)}{9}$

Solution

(B) આપેલ શ્રેણી $S_n = 2^2 + 4^2 + 6^2 + \dots + (2n)^2$ છે.
આને $S_n = \sum_{k=1}^{n} (2k)^2$ તરીકે લખી શકાય.
$S_n = \sum_{k=1}^{n} 4k^2 = 4 \sum_{k=1}^{n} k^2$.
પ્રથમ $n$ પ્રાકૃતિક સંખ્યાઓના વર્ગોના સરવાળા માટેનું સૂત્ર વાપરતા,$\sum_{k=1}^{n} k^2 = \frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6}$.
તેથી,$S_n = 4 \times \frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6} = \frac{2n(n + 1)(2n + 1)}{3}$.
86
MediumMCQ
શ્રેણી $1 \cdot 3 \cdot 5 + 2 \cdot 5 \cdot 8 + 3 \cdot 7 \cdot 11 + \dots$ ના $n$ પદોનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$\frac{n(n + 1)(9n^2 + 23n + 13)}{6}$
B
$\frac{n(n - 1)(9n^2 + 23n + 12)}{6}$
C
$\frac{(n + 1)(9n^2 + 23n + 13)}{6}$
D
$\frac{n(9n^2 + 23n + 13)}{6}$

Solution

(A) શ્રેણીનું $n$-મું પદ $T_n = n(2n + 1)(3n + 2)$ છે.
$T_n = n(6n^2 + 4n + 3n + 2) = 6n^3 + 7n^2 + 2n$.
સરવાળો $S_n = \sum_{k=1}^{n} T_k = 6\sum n^3 + 7\sum n^2 + 2\sum n$.
પ્રમાણિત સરવાળાના સૂત્રોનો ઉપયોગ કરતા:
$S_n = 6 \left[ \frac{n(n+1)}{2} \right]^2 + 7 \left[ \frac{n(n+1)(2n+1)}{6} \right] + 2 \left[ \frac{n(n+1)}{2} \right]$.
$S_n = \frac{n(n+1)}{2} \left[ 3n(n+1) + \frac{7(2n+1)}{3} + 2 \right]$.
$S_n = \frac{n(n+1)}{6} [9n^2 + 9n + 14n + 7 + 6] = \frac{n(n+1)(9n^2 + 23n + 13)}{6}$.
87
DifficultMCQ
$\sum\limits_{i=1}^n \sum\limits_{j=1}^i \sum\limits_{k=1}^j 1 = \dots$
A
$\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}$
B
$\frac{n(n+1)}{2}$
C
$\left( \frac{n(n+1)}{2} \right)^2$
D
$\frac{n(n+1)(n+2)}{6}$

Solution

(D) આપણે ત્રિ-પરિમાણીય સરવાળાની ગણતરી કરીએ:
$\sum_{k=1}^j 1 = j$
ત્યારબાદ,$\sum_{j=1}^i j = \frac{i(i+1)}{2}$
અંતે,$\sum_{i=1}^n \frac{i(i+1)}{2} = \frac{1}{2} \left[ \sum_{i=1}^n i^2 + \sum_{i=1}^n i \right]$
$= \frac{1}{2} \left[ \frac{n(n+1)(2n+1)}{6} + \frac{n(n+1)}{2} \right]$
$= \frac{n(n+1)}{4} \left[ \frac{2n+1}{3} + 1 \right]$
$= \frac{n(n+1)}{4} \left[ \frac{2n+4}{3} \right]$
$= \frac{n(n+1) \cdot 2(n+2)}{12} = \frac{n(n+1)(n+2)}{6}$
88
DifficultMCQ
$2 + 7 + 14 + 23 + 34 + \dots$ શ્રેણીનું $99$ મું પદ કયું હશે?
A
$9998$
B
$9999$
C
$10000$
D
$10001$

Solution

(A) ધારો કે આપેલી શ્રેણી $S = 2 + 7 + 14 + 23 + 34 + \dots + a_n$ છે.
ક્રમિક પદો વચ્ચેનો તફાવત $7-2=5$,$14-7=7$,$23-14=9$,$34-23=11$ છે,જે $2$ ના સામાન્ય તફાવત સાથે સમાંતર શ્રેણી બનાવે છે.
ધારો કે $n$ મું પદ $a_n = An^2 + Bn + C$ છે.
$n=1$ માટે,$A+B+C = 2$.
$n=2$ માટે,$4A+2B+C = 7$.
$n=3$ માટે,$9A+3B+C = 14$.
પ્રથમ સમીકરણને બીજામાંથી બાદ કરતા: $3A+B = 5$.
બીજા સમીકરણને ત્રીજામાંથી બાદ કરતા: $5A+B = 7$.
આ પરિણામોને બાદ કરતા: $2A = 2$,તેથી $A = 1$.
$A=1$ ને $3A+B=5$ માં મૂકતા,આપણને $B=2$ મળે છે.
$A=1, B=2$ ને $A+B+C=2$ માં મૂકતા,આપણને $1+2+C=2$ મળે છે,તેથી $C=-1$.
આમ,સામાન્ય પદ $a_n = n^2 + 2n - 1$ છે.
$99$ માં પદ માટે,$n=99$:
$a_{99} = (99)^2 + 2(99) - 1 = 9801 + 198 - 1 = 9998$.
89
MediumMCQ
શ્રેણી $1 + (1 + 2) + (1 + 2 + 3) + \dots$ ના $n$ પદોનો સરવાળો શોધો.
A
$n^2 - 2n + 6$
B
$\frac{n(n + 1)(2n - 1)}{6}$
C
$n^2 + 2n + 6$
D
$\frac{n(n + 1)(n + 2)}{6}$

Solution

(D) શ્રેણીનું $k$-મું પદ $T_k = 1 + 2 + 3 + \dots + k = \frac{k(k + 1)}{2}$ છે.
$n$ પદોનો સરવાળો $S_n = \sum_{k=1}^{n} T_k = \sum_{k=1}^{n} \frac{k(k + 1)}{2}$ છે.
$S_n = \frac{1}{2} \sum_{k=1}^{n} (k^2 + k) = \frac{1}{2} [\sum_{k=1}^{n} k^2 + \sum_{k=1}^{n} k]$.
સૂત્રો $\sum k^2 = \frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6}$ અને $\sum k = \frac{n(n + 1)}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$S_n = \frac{1}{2} [\frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6} + \frac{n(n + 1)}{2}] = \frac{n(n + 1)}{4} [\frac{2n + 1}{3} + 1]$.
$S_n = \frac{n(n + 1)}{4} [\frac{2n + 4}{3}] = \frac{n(n + 1) \cdot 2(n + 2)}{12} = \frac{n(n + 1)(n + 2)}{6}$.
90
DifficultMCQ
શ્રેઢી $\frac{1^3}{1} + \frac{1^3 + 2^3}{1 + 3} + \frac{1^3 + 2^3 + 3^3}{1 + 3 + 5} + \dots$ ના પ્રથમ $16$ પદોનો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$450$
B
$456$
C
$446$
D
આપેલ પૈકી એકપણ નહિ.

Solution

(C) શ્રેઢીનું $n$-મું પદ $t_n = \frac{1^3 + 2^3 + \dots + n^3}{1 + 3 + 5 + \dots + (2n-1)}$ છે.
ઘનનો સરવાળો અને પ્રથમ $n$ એકી સંખ્યાઓના સરવાળાના સૂત્રનો ઉપયોગ કરતા:
$t_n = \frac{[\frac{n(n+1)}{2}]^2}{n^2} = \frac{n^2(n+1)^2}{4n^2} = \frac{(n+1)^2}{4} = \frac{n^2 + 2n + 1}{4} = \frac{n^2}{4} + \frac{n}{2} + \frac{1}{4}$.
હવે,પ્રથમ $16$ પદોનો સરવાળો $S_{16} = \sum_{n=1}^{16} t_n = \frac{1}{4} \sum_{n=1}^{16} n^2 + \frac{1}{2} \sum_{n=1}^{16} n + \frac{1}{4} \sum_{n=1}^{16} 1$.
$S_{16} = \frac{1}{4} \left[ \frac{16(17)(33)}{6} \right] + \frac{1}{2} \left[ \frac{16(17)}{2} \right] + \frac{1}{4} (16)$.
$S_{16} = \frac{1496}{4} + \frac{272}{4} + 4 = 374 + 68 + 4 = 446$.
91
DifficultMCQ
$\sum\limits_{i = 1}^n {\sum\limits_{j = 1}^i {\sum\limits_{k = 1}^j 1 } } = \dots$
A
$\frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6}$
B
$(\frac{n}{2}(n + 1))^2$
C
$\frac{n(n + 1)}{2}$
D
$\frac{n(n + 1)(n + 2)}{6}$

Solution

(D) અંદરથી બહારની તરફ ત્રિપુટી સરવાળાનું મૂલ્યાંકન કરતા:
$\sum_{k=1}^j 1 = j$
ત્યારબાદ,$\sum_{j=1}^i j = \frac{i(i+1)}{2}$
અંતે,$\sum_{i=1}^n \frac{i(i+1)}{2} = \frac{1}{2} [\sum_{i=1}^n i^2 + \sum_{i=1}^n i]$
પ્રમાણિત સરવાળાના સૂત્રો $\sum i^2 = \frac{n(n+1)(2n+1)}{6}$ અને $\sum i = \frac{n(n+1)}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$= \frac{1}{2} [\frac{n(n+1)(2n+1)}{6} + \frac{n(n+1)}{2}]$
$= \frac{n(n+1)}{4} [\frac{2n+1}{3} + 1]$
$= \frac{n(n+1)}{4} [\frac{2n+4}{3}]$
$= \frac{n(n+1)(n+2)}{6}$
92
EasyMCQ
જો એક શ્રેણીનું $n$ મું પદ $n(n + 1)$ હોય,તો તેના $n$ પદોનો સરવાળો......છે.
A
$\frac{n(n + 1)(n + 2)}{3}$
B
$\frac{(n + 1)(n + 2)(n + 3)}{12}$
C
$n^2(n + 2)$
D
$n(n + 1)(n + 2)$

Solution

(A) $n$ મું પદ $a_n = n(n + 1) = n^2 + n$ છે.
$n$ પદોનો સરવાળો $S_n = \sum_{k=1}^{n} (k^2 + k)$ છે.
પ્રમાણિત સૂત્રો $\sum_{k=1}^{n} k^2 = \frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6}$ અને $\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n + 1)}{2}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$S_n = \frac{n(n + 1)(2n + 1)}{6} + \frac{n(n + 1)}{2}$
$\frac{n(n + 1)}{2}$ સામાન્ય લેતા:
$S_n = \frac{n(n + 1)}{2} \left( \frac{2n + 1}{3} + 1 \right)$
$S_n = \frac{n(n + 1)}{2} \left( \frac{2n + 4}{3} \right) = \frac{n(n + 1)(n + 2)}{3}$
93
EasyMCQ
જો શ્રેણીનું $n$ મું પદ $T_n = 2n - 1$ હોય,તો $n$ પદોનો સરવાળો $S_n = \dots$
A
$n^2$
B
$\frac{n(n+1)}{2}$
C
$\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}$
D
$n+2$

Solution

(A) અહીં,$n$ મું પદ $T_n = 2n - 1$ છે.
$n$ પદોનો સરવાળો $S_n = \sum_{k=1}^{n} T_k = \sum_{k=1}^{n} (2k - 1)$ છે.
સરવાળાના સૂત્રો $\sum_{k=1}^{n} k = \frac{n(n+1)}{2}$ અને $\sum_{k=1}^{n} 1 = n$ નો ઉપયોગ કરતા:
$S_n = 2 \sum_{k=1}^{n} k - \sum_{k=1}^{n} 1$
$S_n = 2 \left( \frac{n(n+1)}{2} \right) - n$
$S_n = n(n+1) - n$
$S_n = n^2 + n - n = n^2$.
94
DifficultMCQ
$1 + (1 + a)x + (1 + a + a^2)x^2 + \dots \infty = \dots \, (0 < a, x < 1)$
A
$\frac{1}{(1 - x)(1 - a)}$
B
$\frac{1}{(1 - a)(1 - ax)}$
C
$\frac{1}{(1 - x)(1 - ax)}$
D
$\frac{1}{(1 - x)(1 + a)}$

Solution

(C) આપેલ શ્રેણી $S = \sum_{n=0}^{\infty} (1 + a + a^2 + \dots + a^n)x^n$ છે.
આપણે જાણીએ છીએ કે $(1 + a + a^2 + \dots + a^n) = \frac{1 - a^{n+1}}{1 - a}$.
આ કિંમત સરવાળામાં મૂકતા:
$S = \sum_{n=0}^{\infty} \frac{1 - a^{n+1}}{1 - a} x^n = \frac{1}{1 - a} \left[ \sum_{n=0}^{\infty} x^n - \sum_{n=0}^{\infty} a^{n+1} x^n \right]$.
અનંત ગુણોત્તર શ્રેણીના સરવાળાના સૂત્ર $\sum_{n=0}^{\infty} r^n = \frac{1}{1 - r}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$S = \frac{1}{1 - a} \left[ \frac{1}{1 - x} - \frac{a}{1 - ax} \right]$.
સાદુરૂપ આપતા:
$S = \frac{1}{1 - a} \left[ \frac{1 - ax - a + ax}{(1 - x)(1 - ax)} \right] = \frac{1}{(1 - x)(1 - ax)}$.
95
MediumMCQ
જો $|x| < 1$ હોય,તો શ્રેઢી $1 + 2x + 3x^2 + 4x^3 + \dots \infty$ નો સરવાળો કેટલો થાય?
A
$\frac{1}{1 - x}$
B
$\frac{1}{1 + x}$
C
$\frac{1}{(1 + x)^2}$
D
$\frac{1}{(1 - x)^2}$

Solution

(D) ધારો કે $S = 1 + 2x + 3x^2 + 4x^3 + \dots \infty$.
$x$ વડે ગુણતા,$xS = x + 2x^2 + 3x^3 + \dots \infty$.
બંને સમીકરણોની બાદબાકી કરતા:
$S - xS = 1 + (2x - x) + (3x^2 - 2x^2) + (4x^3 - 3x^3) + \dots \infty$.
$S(1 - x) = 1 + x + x^2 + x^3 + \dots \infty$.
જમણી બાજુ અનંત સમગુણોત્તર શ્રેણી છે જેમાં પ્રથમ પદ $a = 1$ અને સામાન્ય ગુણોત્તર $r = x$ છે.
$|x| < 1$ હોવાથી,સરવાળો $\frac{a}{1 - r} = \frac{1}{1 - x}$ થાય.
તેથી,$S(1 - x) = \frac{1}{1 - x}$.
$S = \frac{1}{(1 - x)^2}$.
96
EasyMCQ
$5^{1/2} \cdot 5^{1/4} \cdot 5^{1/8} \cdots \infty$ નું મૂલ્ય ....... છે.
A
$1$
B
$9$
C
$3$
D
$5$

Solution

(D) ધારો કે આપેલ પદાવલિ $X = 5^{1/2} \cdot 5^{1/4} \cdot 5^{1/8} \cdots \infty$ છે.
આધાર સમાન હોવાથી,ઘાતાંકોનો સરવાળો કરતા:
$X = 5^{(1/2 + 1/4 + 1/8 + \cdots \infty)}$.
ઘાતાંક એ અનંત સમગુણોત્તર શ્રેણી છે જેમાં પ્રથમ પદ $a = 1/2$ અને સામાન્ય ગુણોત્તર $r = 1/2$ છે.
અનંત સમગુણોત્તર શ્રેણીનો સરવાળો $S = \frac{a}{1 - r}$ સૂત્ર દ્વારા મળે છે.
કિંમતો મૂકતા,$S = \frac{1/2}{1 - 1/2} = \frac{1/2}{1/2} = 1$.
તેથી,$X = 5^1 = 5$.
97
DifficultMCQ
જો $\sum\limits_{r=1}^\infty \frac{1}{(2r-1)^2} = \frac{\pi^2}{8}$ હોય,તો $\sum\limits_{r=1}^\infty \frac{1}{r^2} = \dots$
A
$\frac{\pi^2}{24}$
B
$\frac{\pi^2}{3}$
C
$\frac{\pi^2}{6}$
D
આપેલ પૈકી એકપણ નહિ

Solution

(C) ધારો કે $S = \sum\limits_{r=1}^\infty \frac{1}{r^2} = \frac{1}{1^2} + \frac{1}{2^2} + \frac{1}{3^2} + \frac{1}{4^2} + \dots$
આપણે તેને એકી અને બેકી પદોમાં વિભાજિત કરી શકીએ છીએ:
$S = \left( \frac{1}{1^2} + \frac{1}{3^2} + \frac{1}{5^2} + \dots \right) + \left( \frac{1}{2^2} + \frac{1}{4^2} + \frac{1}{6^2} + \dots \right)$
આપેલ છે કે $\sum\limits_{r=1}^\infty \frac{1}{(2r-1)^2} = \frac{\pi^2}{8}$,તેથી એકી પદોનો સરવાળો $\frac{\pi^2}{8}$ છે.
બેકી પદોનો સરવાળો $\sum\limits_{r=1}^\infty \frac{1}{(2r)^2} = \frac{1}{4} \sum\limits_{r=1}^\infty \frac{1}{r^2} = \frac{1}{4} S$ થાય.
તેથી,$S = \frac{\pi^2}{8} + \frac{1}{4} S$.
$S - \frac{1}{4} S = \frac{\pi^2}{8} \implies \frac{3}{4} S = \frac{\pi^2}{8}$.
$S = \frac{\pi^2}{8} \times \frac{4}{3} = \frac{\pi^2}{6}$.
98
MediumMCQ
$6 + 66 + 666 + \dots$ શ્રેણીનો $n$ પદ સુધીનો સરવાળો શોધો.
A
$\frac{10^{n-1} - 9n + 10}{81}$
B
$\frac{2(10^{n+1} - 9n - 10)}{27}$
C
$\frac{2(10^n - 9n - 10)}{27}$
D
આમાંથી એક પણ નહિ.

Solution

(B) ધારો કે $S_n = 6 + 66 + 666 + \dots + n \text{ પદ}$.
$S_n = \frac{6}{9} (9 + 99 + 999 + \dots + n \text{ પદ})$.
$S_n = \frac{2}{3} [(10 - 1) + (10^2 - 1) + (10^3 - 1) + \dots + (10^n - 1)]$.
$S_n = \frac{2}{3} [(10 + 10^2 + 10^3 + \dots + 10^n) - (1 + 1 + 1 + \dots + n \text{ વખત})]$.
સમગુણોત્તર શ્રેણીના સરવાળાના સૂત્ર $S = \frac{a(r^n - 1)}{r - 1}$ નો ઉપયોગ કરતા:
$S_n = \frac{2}{3} [\frac{10(10^n - 1)}{10 - 1} - n]$.
$S_n = \frac{2}{3} [\frac{10(10^n - 1)}{9} - n]$.
$S_n = \frac{2}{3} [\frac{10^{n+1} - 10 - 9n}{9}]$.
$S_n = \frac{2(10^{n+1} - 9n - 10)}{27}$.
99
DifficultMCQ
$1 + 3 + 7 + 15 + 31 + \dots$ શ્રેણીનો $n$ પદ સુધીનો સરવાળો શોધો.
A
$2^{n+1} - n$
B
$2^{n+1} - n - 2$
C
$2^n - n - 2$
D
આપેલ પૈકી એક પણ નહિ

Solution

(B) ધારો કે $n$ મું પદ $T_n$ છે અને $n$ પદોનો સરવાળો $S_n$ છે.
$S_n = 1 + 3 + 7 + 15 + \dots + T_n \quad (i)$
$S_n = 1 + 3 + 7 + \dots + T_{n-1} + T_n \quad (ii)$
$(i)$ માંથી $(ii)$ બાદ કરતાં:
$0 = 1 + [2 + 4 + 8 + 16 + \dots + (T_n - T_{n-1})] - T_n$
$T_n = 1 + (2 + 4 + 8 + \dots + 2^{n-1})$
$T_n = 1 + \frac{2(2^{n-1} - 1)}{2 - 1} = 1 + 2^n - 2 = 2^n - 1$
હવે,$S_n = \sum_{k=1}^n T_k = \sum_{k=1}^n (2^k - 1) = \sum_{k=1}^n 2^k - \sum_{k=1}^n 1$
$S_n = \frac{2(2^n - 1)}{2 - 1} - n = 2^{n+1} - 2 - n$
100
MediumMCQ
$0.1232323......$ નું અપૂર્ણાક મૂલ્ય શોધો.
A
$\frac{63}{495}$
B
$\frac{62}{495}$
C
$\frac{61}{495}$
D
આપેલ પૈકી એક પણ નહીં

Solution

(C) ધારો કે $x = 0.1232323......$
$x = 0.1 + 0.0232323......$
$x = \frac{1}{10} + \frac{23}{1000} + \frac{23}{100000} + ...$
આ એક ગુણોત્તર શ્રેણી છે જેમાં પ્રથમ પદ $a = \frac{23}{1000}$ અને સામાન્ય ગુણોત્તર $r = \frac{1}{100}$ છે.
અનંત ગુણોત્તર શ્રેણીનો સરવાળો $S = \frac{a}{1-r} = \frac{23/1000}{1 - 1/100} = \frac{23/1000}{99/100} = \frac{23}{990}$ થાય.
તેથી,$x = \frac{1}{10} + \frac{23}{990} = \frac{99 + 23}{990} = \frac{122}{990} = \frac{61}{495}$.

Sequences and Series — nth term of special series, Sum to n terms and Infinite number of terms · Frequently Asked Questions

1Are these Sequences and Series questions useful for JEE and NEET?

Yes. All questions in this section are mapped to JEE Main and NEET exam patterns. Previous year questions from JEE Main, NEET, GUJCET and state-level exams are included with full solutions.

2Can I switch to Hindi or Gujarati for these questions?

Yes. Use the language tabs in the hero section or the sidebar to view the same questions and solutions in English, Hindi or Gujarati.

3How do I generate a question paper from this subtopic?

Use the Vedclass Exam Paper Generator — select the chapter and subtopic, set difficulty, and generate Sets A, B, C, D automatically. First 3 chapters of every subject are free.

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D papers from this chapter in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo
For Teachers & Institutes

Generate a Sequences and Series Exam Paper in 2 Minutes

Select subtopic & difficulty — Sets A, B, C, D auto-generated with No Repeat logic.

First 3 chapters of every subject are free — no payment required.