offSchoolবেটা

উচ্চতর গণিত · অধ্যায় ৭

টেনিস বলের বাউন্স ও অনুক্রমের সীমা

মান বদলাও, চালাও, আর দেখো কী ঘটে।

স্কুলের ১০ m উঁচু ছাদ থেকে একটি টেনিস বল নিচে ফেলে দেওয়া হলো। প্রতিবার ড্রপ খেয়ে এটি আগের উচ্চতার ৬০% (০.৬ অংশ) পর্যন্ত ওপরে ওঠে: ১০, ৬, ৩.৬, ... বলটির বাউন্সের উচ্চতা কি কখনো ঠিক ০ m হবে?

বলটির বাউন্সের উচ্চতা কি কখনো ঠিক ০ m হবে?

  1. উচ্চতা ক্রমশ ০ এর যত খুশি কাছাকাছি যাবে কিন্তু কখনোই ঠিক ০ হবে না।
  2. প্রায় ১০টি বাউন্সের পর উচ্চতা ঠিক ০ m হয়ে যাবে।
  3. উচ্চতা ৬ m এ অপরিবর্তিত থাকবে।

যা বদলাতে পারবে

  • উচ্চতার অনুপাত (r): −১ থেকে ১.৫
  • বাউন্স বা পদ সংখ্যা (n): ১ থেকে ৩০

যা মেপে দেখাবে

  • n-তম বাউন্সের উচ্চতা (tₙ) (m)
  • উচ্চতাগুলোর সমষ্টি (Sₙ) (m)
  • সীমার দিকে ধাবিত হয়?

চালানোর সময় খেয়াল করো

  • পদ সংখ্যা (n) বাড়িয়ে ১০ বা ১৫ তে নাও। বাউন্সের উচ্চতা (tₙ) কি ০ এর খুব কাছে যাচ্ছে, নাকি ঠিক ০ হচ্ছে?

নিজে করে দেখো

  1. উচ্চতার অনুপাত r = ০.৬ রেখে বাউন্সের উচ্চতা ১০ cm (০.১ m) এর নিচে নামে এমন প্রথম পদটি (n) খুঁজে বের করো।
    ইঙ্গিত

    ১০-তম বাউন্সে উচ্চতা ১০ × (০.৬)⁹ ≈ ০.১০০৮ m, যা ১০ cm এর সামান্য বেশি। এর ঠিক পরের পদটি দেখো।

  2. চিহ্ন পর্যায়ক্রমে ধনাত্মক ও ঋণাত্মক পরিবর্তিত হয় কিন্তু পদগুলো শূন্যের দিকেই সংকুচিত হয় এমন একটি অনুক্রম তৈরি করো।
    ইঙ্গিত

    সাধারণ অনুপাত r ঋণাত্মক করো, তবে এর পরমমান যেন ১ এর চেয়ে ছোট থাকে (-১ < r < ০)।

ধারণাটা কী?আগে নিজে চালিয়ে দেখো, তারপর খোলো।

গুণোত্তর অনুক্রমের সাধারণ পদ ও সীমা

tn=arn−1(∣r∣<1  ⟹  lim⁡n→∞tn=0)t_n = a r^{n-1} \quad (|r| < 1 \implies \lim_{n \to \infty} t_n = 0)

কোনো গুণোত্তর অনুক্রমের প্রথম পদ a এবং সাধারণ অনুপাত r হলে এর n-তম পদ tₙ = arⁿ⁻¹। যখন |r| < 1, তখন n যত বাড়ে, পদগুলো ক্রমশ শূন্যের দিকে ধাবিত হয় (tₙ → ০), কিন্তু কোনো সসীম ধাপে কখনোই ঠিক ০ হয় না। একে অনুক্রমের সীমা বলে। আবার r > 1 হলে পদগুলো ক্রমে বৃদ্ধি পায় এবং r < 0 হলে পদগুলোর চিহ্ন পর্যায়ক্রমে ধনাত্মক ও ঋণাত্মকে পরিবর্তিত হয়।

অন্য উত্তরগুলো কেন ভুল

১০টি বাউন্সের পর উচ্চতা প্রায় ০.০৬০৫ m বা ৬ cm হয়, যা খালি চোখে খুব ছোট মনে হলেও ঠিক ০ নয়। কোনো সংখ্যাকে বারবার ০.৬ দিয়ে গুণ করলে গুণফল কখনো শূন্য হতে পারে না, কেবল শূন্যের খুব কাছাকাছি পৌঁছায়। আর প্রতি বাউন্সে উচ্চতা আগেরটির ৬০% এ নেমে আসায় উচ্চতা কখনো ৬ m এ স্থির থাকে না।

যেসব ভুল ধারণা হয়

  • পরপর কমতে থাকা জ্যামিতিক অনুক্রমের পদ সসীম সংখ্যক ধাপে শূন্যে পৌঁছে যায়।
  • প্রথম বাউন্সের পর অনুক্রমের পরবর্তী পদগুলো আর পরিবর্তিত হয় না।

বাস্তবে কোথায় দেখা যায়

  • ক্রিকেট বা টেনিস বল তৈরির কারখানায় বলের গুণগত মান ও ড্রপ টেস্ট (বাউন্স সহগ) যাচাই করা।
  • বাংলাদেশ বেতারের ট্রান্সমিটার থেকে দূরত্ব বাড়ার সাথে সাথে সংকেতের তীব্রতা বা বিস্তার ক্রমান্বয়ে হ্রাস পাওয়ার হিসাব।

পাঠ্যবইয়ের টপিক