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UNIDAD DIDÁCTICA http://www.amolasmates.es/progresiones/Examen_aritmeticas.htm Sucesiones Concepto de sucesión Se llama sucesión a un conjunto de números dispuestos uno a continuación de otro. a 1 , a 2 , a 3 ,..., a n / 3, 6, 9,..., 3n Los números a 1 , a 2 , a 3 , ...; se llaman términos de la sucesión. El subíndice indica el lugar que el término ocupa en la sucesión. El término general es a n es una expresión matemática que nos permite determinar cualquier término de la sucesión. Determinación de una sucesión: Por el término general El término general es a n es un criterio que nos permite determinar cualquier término de la sucesión. a n = 2n-1 a 1 = 2 ·1 - 1 = 1 a 2 = 2 ·2 - 1 = 3 a 3 = 2 ·3 - 1 = 5 a 4 = 2 ·4 - 1 = 7 1, 3, 5, 7,..., 2n-1 No todas las sucesiones tienen término general. Por ejemplo, la sucesión de los números primos: 2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23,... Por una ley de recurrencia Los términos se obtienen operando con los anteriores. Escribir una sucesión cuyo primer término es 2, sabiendo que cada término es el cuadrado del anterior: 2, 4, 16,... Sucesión de Fibonacci: 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584 , ... Los dos primeros términos son unos y los demás se obtienen sumando los dos términos anteriores. Sucesiones y Progresiones Página 2 de 55 Sucesiones especiales Números triangulares 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, ... Esta sucesión se genera a partir de una pauta de puntos en un triángulo. Añadiendo otra fila de puntos y contando el total encontramos el siguiente número de la sucesión. Pero es más fácil usar la regla xn = n(n+1)/2 Ejemplo: El quinto número triangular es x5 = 5(5+1)/2 = 15, y el sexto es x6 = 6(6+1)/2 = 21 Números cuadrados 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, ... El siguiente número se calcula elevando al cuadrado su posición. La regla es xn = n2 Números cúbicos 1, 8, 27, 64, 125, 216, 343, 512, 729, ... El siguiente número se calcula elevando al cubo su posición. La regla es xn = n3 Sucesiones y Progresiones Página 3 de 55 Series Toda "sucesión" tiene una "serie asociada” así: Ejemplo 1 Sucesión a 1 a 2 a 3 a 4 a 5 a6 a 7 a 8 a 9 … a n 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, … 1 (sucesión constante) Serie s 1 = a 1 = 1__ s 2 = a 1+ a 2= 2____ s 3 = a 1+ a 2+ a 3 = 3____ s 4 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4= 4_____ s 5 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 5= 5_____ s 6 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 5+ a 6= 6______ s 7 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 5 +a 6+ a 7= 7________ …… n s n = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 5+ a 6+ a 7 … + an = a m 1 m = n ______=> (serie de nº naturales) Ejemplo 2 Sucesión a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 … an 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, … n (sucesión nº naturales) Serie s 1 = a 1 = 1__ s 2 = a 1+ a 2= 3____ s 3 = a 1+ a 2+ a 3 = 6____ s 4 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4= 10____ s 5 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 5= 15____ s 6 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 5+ a 6= 21_____ s 7 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 5 +a 6+ a 7= 28_______ …… n s n = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 7 … + an = a m 1 m = n(n+1)/2 ____=> (serie nº triangulares) Ejemplo 3 Sucesión a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 a9 … an 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, … … 2n-1 (sucesión nº impares) Serie s 1 = a 1 = 1__ s 2 = a 1+ a 2= 4____ s 3 = a 1+ a 2+ a 3 = 9____ s 4 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4= 16____ s 5 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 5= 25____ s 6 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 5+ a 6= 36_____ s 7 = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 5 +a 6+ a 7= 49_______ …… n s n = a 1+ a 2+ a 3+ a 4+ a 7 … + an = a m 1 Sucesiones y Progresiones m = n 2 __________=>(serie números cuadrados) Página 4 de 55 Operaciones con sucesiones Dadas las sucesiones a n y b n : a n = a 1 , a 2 , a 3 , ..., a n b n = b 1 , b 2 , b 3 , ..., b n Suma de sucesiones (a n ) + (b n ) = (a n + b n ) (a n ) + (b n ) = (a 1 + b 1 , a 2 + b 2 , a 3 + b 3 , ..., a n + b n ) Propiedades 1 Asociativa: (a n + b n ) + c n = a n + (b n + c n ) 2 Conmutativa: an + b n = bn + a n 3 Elemento neutro (0) = (0, 0, 0, ...) an + 0 = an 4 Sucesión opuesta (-a n ) = (-a 1 , -a 2 , -a 3 , ..., -a n ) a n + (-a n ) = 0 Diferencia de sucesiones (a n ) - (b n ) = (a n - b n ) (a n ) - (b n ) = (a 1 - b 1 , a 2 - b 2 , a 3 - b 3 , ..., a n - b n ) Producto de sucesiones (a n ) · (b n ) = (a n · b n ) (a n ) · (b n ) = (a 1 · b 1 , a 2 · b 2 , a 3 · b 3 , ..., a n · b n ) Propiedades 1 Asociativa: (a n · b n ) · c n = a n · (b n · c n ) 2 Conmutativa: an · bn = b n · a n 3 Elemento neutro (1) = (1, 1, 1, ..) an · 1 = a n 4 Distributiva respecto a la suma a n · (b n + c n ) = a n · b n + a n · c n Sucesión inversible Una sucesión es inversible o invertible si todos sus términos son distintos de cero. Si la sucesión b n es inversible, su inversa es: Sucesiones y Progresiones Página 5 de 55 Cociente Sólo es posible el cociente entre dos sucesiones si el denominador es inversible. Tipos de sucesiones Sucesiones monótonas Sucesiones estrictamente crecientes Se dice que una sucesión es estrictamente creciente si cada término es mayor que el anterior. a n+1 > a n 2, 5, 8, 11, 14, 17,... 5 > 2; 8 > 5; 11 > 8; ... Sucesiones crecientes Se dice que una sucesión es creciente si cada término es mayor o igual que el anterior. a n+1 ≥ a n 2, 2 , 4, 4, 8, 8,... 2 ≥ 2; 4 ≥ 2; 4 ≥ 4; ... Sucesiones estrictamente decrecientes Se dice que una sucesión es estrictamente decreciente si cada término de la sucesión es menor que el anterior. a n+1 < a n 1, 1/2, 1/3, 1/4, 1/5, 1/6,... 1/2 < 1; 1/3 < 1/2 ; 1/4 < 1/3; ... Sucesiones decrecientes Se dice que una sucesión es decreciente si cada término de la sucesión es menor o igual que el anterior. a n+1 ≤ a n Sucesiones y Progresiones Página 6 de 55 Sucesiones constantes Se dice que una sucesión es constante si todos su términos son iguales, a n = k. a n = a n+1 5, 5, 5, 5, ... Sucesiones acotadas inferiormente Una sucesión está acotada inferiormente si todos sus términos son mayores o iguales que un cierto número K, que llamaremos COTA INFERIOR de la sucesión. an ≥ k A la mayor de las cotas inferiores se le llama EXTREMO INFERIOR O ÍNFIMO . Si el ínfimo de una sucesión es uno de sus términos se le llama MÍNIMO . Toda sucesión monótona creciente y acotada superiormente es convergente y su límite es igual al supremo de la sucesión. Sucesiones acotadas superiormente Una sucesión está acotada superiormente si todos sus términos son menores o iguales que un cierto número K', que llamaremos COTA SUPERIOR de la sucesión. a n ≤ k' A la menor de las cotas superiores se le llama EXTREMO SUPERIOR O SUPREMO . Las sucesiones convergentes son las sucesiones que tienen límite finito. Si el supremo de una sucesión es uno de sus términos se llama MÁXIMO . Toda sucesión monótona decreciente y acotada inferiormente es convergente y su límite es igual al ínfimo de la sucesión. Sucesiones acotadas Una sucesión se dice acotada si está acotada superior e inferiormente . Es decir si hay un número k menor o igual que todos los términos de la sucesión y otro K' mayor o igual que todos los términos de la sucesión. Por lo que todos los términos de la sucesión están comprendidos entre k y K' . k ≤ a n ≤ K' Sucesiones convergentes Límite = 0 Sucesiones y Progresiones Límite = 1 Página 7 de 55 Sucesiones divergentes Las sucesiones divergentes son las sucesiones que no tienen límite finito. Límite = ∞ Sucesiones oscilantes Las sucesiones oscilantes no son convergentes ni divergentes. términos alternan de mayor a menor o viceversa. 1, 0, 3, 0 ,5, 0, 7, ... Sus Sucesiones alternadas Las sucesiones alternadas son aquellas que alternan los signos de sus términos. Pueden ser: Convergentes 1, −1, 0.5, −0.5, 0.25, −0.25, 0.125, −0.125,.. Tantos los términos pares como los impares tienen de límite 0. Divergentes 1, 1, 2, 4, 3, 9, 4, 16, 5, 25, ... Tantos los términos pares como los impares tienden de límite +∞. Oscilantes −1, 2, −3, 4 ,−5, ..., (−1) n n Ejemplos a n = 1, 2, 3, 4, 5, ...n Es creciente. Está acotada inferiormente Cotas inferiores: 1, 0, -1, ... El mínimo es 1. No está acotada superiormente. Divergente b n = -1, -2, -3, -4, -5, ... –n Es decreciente. Está acotada superiormente Cotas superiores: -1, 0, 1, ... El máximo es -1. No está acotada inferiormente. Divergente c n = 2, 3/2, 4/3, 5/4, ..., n+1 /n Es decreciente. Está acotada superiormente Cotas superiores: 2, 3, 4, ... El máximo es 2. Está acotada inferiormente Cotas inferiores: 1, 0, -1, ... El ínfimo es 1. Convergente, límite = 1. d n = 2, -4, 8, -16, 32, ..., (-1) n-1 2 n No es monótona. No está acotada. No es convergente ni divergente. Sucesiones y Progresiones Página 8 de 55 Estudia la monotonía, la convergencia o divergencia y las cotas de las sucesiones 1 a n = 1, 2, 3, 4, 5, ...n 2 a n = -1, -2,-3, -4, -5, ... -n 3 a n = 2, 3/2, 4/3, 5/4, ..., n+1 /n 4 a n = 2, -4, 8, -16, 32, ..., (-1) n-1 2 n 5 6 7 8 Sucesiones y Progresiones Página 9 de 55 Progresiones aritméticas Una progresión aritmética es una sucesión de números tales que cada uno de ellos (salvo el primero) es igual al anterior más un número fijo llamado diferencia que se representa por d. 8, 3, -2, -7, -12, ... 3 - 8 = -5; -2 - 3 = -5; -7 - (-2) = -5; -12 - (-7) = -5…. d= -5. Término general de una progresión aritmética 1 Si conocemos el 1er término y la razón d. a n = a 1 + (n - 1) · d 8, 3, -2, -7, -12, .. a n = 8 + (n-1) (-5) = 8 -5n +5 = = -5n + 13 2 Si conocemos el valor que ocupa cualquier otro término de la progresión y la razón d. a n = a k + (n - k) · d a 4= -7 y d= -5 a n = -7+ (n - 4)· (-5)= -7 -5n +20 = -5n + 13 Interpolación de términos en una progresión aritmética Interpolar medios diferenciales o aritméticos entre dos números, es construir una progresión aritmética que tenga por extremos los números dados. Sean los extremos a y b, y el número de medios a interpolar m. Interpolar tres medios aritméticos entre 8 y -12. 8, 3, -2, -7, -12. Casi siempre, al hablar de interpolar medios, hemos de calcular la nueva diferencia o razón d. En la fórmula para el cálculo del valor de d, tendremos que sustituir n por n+2: Con esta última fórmula puedes halla la diferencia de la nueva progresión y volviendo al ejemplo: La diferencia o razón es 1. Esto quiere decir que la nueva progresión sería: 6. 7. 8. 9. 10 Como puedes comprobar, tenemos 3 medios intercalados entre 6 y 10. Sucesiones y Progresiones Página 10 de 55 1 Halla la d para interpolar 5 medios aritméticos entre 26 y 80. Respuesta: 9 (la progresión es: 26. 35. 44. 53. 62. 71. 80) 2 Entre 65 y 165 queremos interpolar 9 medios aritméticos. Calcula d y la suma de todos los términos. Respuestas: d = 10; S = 1265 3 Entre –5 y –35 interpolar 5 medios aritméticos. Escribe la progresión. Respuesta: d = -5; la progresión es: -5,-10,-15,-20,-25,-30,-35. 4 Las edades de 11 personas están en progresión aritmética y la suma de todas ellas es de 561, si la mayor tiene 86 años, ¿cuántos tiene la más joven? Respuesta: 16 años. Solución: Primero calculamos el valor de d de la fórmula del último término: Como nos ha quedado una ecuación con dos incógnitas, necesitamos otra ecuación que la tomamos de la fórmula de la suma: Dividiendo ambos miembros del signo ‘=’ por 11 nos queda: Conociendo el valor de d calculamos el valor del primer término: Sucesiones y Progresiones Página 11 de 55 Suma de términos equidistantes de una progresión aritmética Sean a i y a j dos términos equidistantes de los extremos, se cumple que la suma de términos equidistantes es igual a la suma de los extremos . ai + aj = a1 + a n a 3 + a n-2 = a 2 + a n-1 = ... = a 1 + a n 8, 3, -2, -7, -12, ... 3 + (-7) = (-2) + (-2) = 8 + (-12) -4 = -4 = -4 Suma de n términos consecutivos de una progresión aritmética 5 Existe una progresión aritmética con este formato: …………14,6.16.……………..44 Sabemos que tiene 31 términos. ¿Cuánto vale la suma de todos los términos? Respuesta: 713 6 La sucesión es una progresión aritmética? Si lo es, ¿cuánto vale el término 15 y la suma de los 50 primeros términos? Respuestas: Se trata de una progresión aritmética de La suma de los 50 primeros términos = 127,50 Solución: Para calcular el valor de d restamos 7 Desde el portal de mi casa a la farola más cercana hay 5 metros. Entre farola y farola hay una distancia constante de 7 metros. ¿Cuántos metros hay desde el portal de mi casa hasta la farola 30? Respuesta: 208 metros Solución: Debes tener en cuenta que entre la farola más cercana al portal de tu casa hasta la farola 30 hay 29 huecos de 7 metros, es decir, 29 x 7 = 203 metros. Si a un alambre de 10 metros de largo le das 4 cortes, habrás obtenido 5 trozos: Sucesiones y Progresiones Página 12 de 55 La diferencia o razón es 1. Esto quiere decir que la nueva progresión sería: 6. 7. 8. 9. 10 Como puedes comprobar, tenemos 3 medios intercalados entre 6 y 10. 8 Halla la d para interpolar 5 medios aritméticos entre 26 y 80. Respuesta: 9 (la progresión es: 26. 35. 44. 53. 62. 71. 80) 9 Entre 65 y 165 queremos interpolar 9 medios aritméticos. Calcula d y la suma de todos los términos. Respuestas: d = 10; S = 1265 10 Entre –5 y –35 interpolar 5 medios aritméticos. Escribe la rogresión. Respuesta: d = -5; la progresión es: -5,-10,-15,-20,-25,-30,-35. 11 Las edades de 11 personas están en progresión aritmética y la suma de todas ellas es de 561, si la mayor tiene 86 años, ¿cuántos tiene la más joven? Respuesta: 16 años. Solución: Primero calculamos el valor de d de la fórmula del último término: Como nos ha quedado una ecuación con dos incógnitas, necesitamos otra ecuación que la tomamos de la fórmula de la suma: Dividiendo ambos miembros del signo ‘=’ por 11 nos queda: Sucesiones y Progresiones Página 13 de 55 Conociendo el valor de d calculamos el valor del primer término: 12 La sucesión es una progresión aritmética? Si lo es, ¿cuánto vale el término 15 y la suma de los 50 primeros términos? Respuestas: Se trata de una progresión aritmética de La suma de los 50 primeros términos = 127,50 Solución: Para calcular el valor de d restamos 13 Desde el portal de mi casa a la farola más cercana hay 5 metros. Entre farola y farola hay una distancia constante de 7 metros. ¿Cuántos metros hay desde el portal de mi casa hasta la farola 30? Respuesta: 208 metros Solución: Debes tener en cuenta que entre la farola más cercana al portal de tu casa hasta la farola 30 hay 29 huecos de 7 metros, es decir, 29 x 7 = 203 metros. Si a un alambre de 10 metros de largo le das 4 cortes, habrás obtenido 5 trozos: Sucesiones y Progresiones Página 14 de 55 Progresiones geométricas Una progresión geométrica es una sucesión en la que cada término se obtiene multiplicando al anterior una cantidad fija r, llamada razón. Si tenemos la sucesión: 3, 6, 12, 24, 48, ... 6 / 3 = 2; 12 / 6 = 2; 24 / 12 = 2; 48 / 24 = 2; r= 2. Término general de una progresión geométrica 1 Si conocemos el 1er término y la razón r. a n = a 1 · r (n- 1) 3, 6, 12, 24, 48, .. a n = 3· 2 (n – 1) = 3· 2 n · 2 – 1 = (3/2)· 2 n 2 Si conocemos el valor que ocupa cualquier otro término de la progresión. a n = a k · r n- k a 4 = 24, k=4 y r=2. an = a4 · rn – 4 a n = 24· 2 n – 4 = (24/16)· 2 n = (3/2)· 2 n Interpolación de términos en una progresión geométrica Interpolar medios geométricos o proporcionales entre dos números, es construir una progresión geométrica que tenga por extremos los números dados. Sean los extremos a y b, y el número de medios a interpolar m. Interpolar tres medios geométricos entre 3 y 48. 3, 6, 12, 24, 48. Suma de n términos consecutivos de una progresión geométrica Sucesiones y Progresiones Página 15 de 55 Suma de los términos de una progresión geométrica decreciente Calcular la suma de los términos de la progresión geométrica decreciente ilimitada: En la fórmula de la suma de los n primeros términos de una PG , si -1 < r < 1, se tiene que , es decir, rn se acercará a cero tanto como queramos, tomando n suficientemente grande. En consecuencia la fórmula de la suma de los infinitos términos de una PG sería . Calcula la longitud de la línea quebrada cuando el proceso de inscribir cuadrados se hace infinito. ¿Cómo será el perímetro del copo en ese mismo caso? Calcular la suma de los primeros 5 términos de la progresión: 3, 6, 12, 24, 48, ... Producto de dos términos equidistantes Sean ai y aj dos términos equidistantes de los extremos, se cumple que el producto de términos equidistantes es igual al producto de los extremos. ai . aj = a 1 . an a 3 · an- 2 = a 2 · an- 1 = ... = a 1 · an 3, 6. 12, 24, 48, ... 48 · 3 = 6 · 24 = 12 · 12 144 = 144 =144 Producto de n términos equidistantes de una progresión geométrica Calcular el producto de los primeros 5 términos de la progresión: 3, 6, 12, 24, 48, ... Sucesiones y Progresiones Página 16 de 55 Cálculo del término general de una sucesión 1 Comprobar si la sucesión es una progresión aritmética. 8, 3, -2, -7, -12, ... d= -5 a n = 8 + (n - 1) (-5) = 8 -5n +5 = -5n + 13 2 Comprobar si la sucesión es una progresión geométrica. 3, 6, 12, 24, 48, ... r= 2 a n = 3· 2 n- 1 3 Comprobar si los términos de la sucesión son cuadrados perfectos. 4, 9, 16, 25, 36, 49, ... Observamos que las bases están en progresión aritmética, siendo d = 1, y el exponente es constante: b n = 2 + (n - 1) · 1 = 2 + n -1 = n+1 Por lo que el término general es: a n = (n + 1) 2 También nos podemos encontrar con sucesiones cuyos términos son números próximos a cuadrados perfectos. 5, 10, 17, 26, 37, 50 ... a n = (n + 1) 2 + 1 6, 11, 18, 27, 38, 51, ... a n = (n + 1) 2 + 2 3, 8, 15, 24, 35, 48, ... a n = (n + 1) 2 - 1 2, 7, 14, 23, 34, 47, ... a n = (n + 1) 2 - 2 4 Si los términos de la sucesión cambian consecutivamente de si gno. Si los términos impares son negativos y los pares positivos: Multiplicamos a n por (-1) n . -4, 9, -16, 25, -36, 49, ... a n = (-1) n (n + 1) 2 Si los términos impares son positivos y los pares negativos: Multiplicamos a n por (-1) n- 1 . 4, -9, 16, -25, 36, -49, ... a n = (-1) n- 1 (n + 1) 2 5 Si los términos de la sucesión son fraccionarios (no siendo una progresión). Se calcula el término general del numerador y denominador por separado. a n = b n /c n Sucesiones y Progresiones 2/4, 5/9, 8/16, 11/25, 14/36,... a n = (3n - 1)/(n + 1) 2 Página 17 de 55 1 Hallar el término general de las siguientes sucesiones 1 8, 3, -2, -7, -12, ... 2 3, 6, 12, 24, 48, ... 3 4, 9, 16, 25, 36, 49, ... 4 5, 10, 17, 26, 37, 50, ... 5 6, 11, 18, 27, 38, 51, ... 6 3, 8, 15, 24, 35, 48, ... 7 -4, 9, -16, 25, -36, 49, ... 8 4, -9, 16, -25, 36, -49, ... 9 2/4, 5/9, 8/16, 11/25, 14/36,... 10 2 Calcular el término general de las siguientes sucesiones: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Sucesiones y Progresiones Página 18 de 55 NÚMEROS FIGURADOS Karl Friedrich Gauss, llamado el Príncipe de las Matemáticas, estaba en la escuela cuando su profesor, tal vez con la intención de entretener a los niños mientras trabajaba, propuso a la clase que sumaran todos los números del 1 al 100. El profesor quedó sorprendido cuando Gauss, que tenía 11 años, dio la respuesta correcta poco después de ser formulada la pregunta. Seguramente, Gauss procedió de la siguiente manera: S=101x50=5050 Seguramente conocerás los números triangulares y cuadrados que fueron estudiados por los Pitagóricos en el s. VI a.C. NÚMEROS TRIANGULARES: Para los pitagóricos el diez dispuesto en forma triangular (trianón) era una figura sagrada por la que tenían la costumbre de jurar. Tabla de los números triangulares: Nº 1 2 3 4 T 1 3 6 10 ........... n . . ¿Tn? . . Si observamos la naturaleza de los números triangulares es fácil reconocer las dos propiedades siguientes: Tn = Tn-1 + n Tn = 1 + 2 + 3 + .... + n Basándote en la última propiedad, y procediendo como Gauss, descubre la expresión del enésimo número triangular. Halla también la expresión de los dos que le siguen. Sucesiones y Progresiones Página 19 de 55 NÚMEROS CUADRADOS: Tabla de los números cuadrados: Nº 1 2 3 4 ........... n . . C 1 4 9 16 ........... n2 . . Halla la expresión de los dos números cuadrados que siguen al enésimo. Haz lo mismo con los dos anteriores. El esquema geométrico que muestra la figura siguiente manifiesta a relación entre los números triangulares y los cuadrados: Comprueba la igualdad de forma algebraica Existen más tipos de números figurados: OBLONGOS (Números rectangulares en los que la dimensión de un lado es una unidad mayor que el otro) PENTAGONALES Sucesiones y Progresiones Página 20 de 55 HEXAGONALES ESTRELLADOS CÚBICOS TETRAÉDRICOS Sucesiones y Progresiones Página 21 de 55 TÉCNICAS PARA BUSCAR EL PATRÓN MÉTODOS GEOMÉTRICOS El esquema anterior sugiere que un número pentagonal se expresa como la suma de tres números triangulares de un orden menor y de los puntos de su lado P n = 3 · Pn-1 + n , de donde Deduce del siguiente esquema el patrón de la secuencia de números estrellados. Realiza la misma actividad con los números hexagonales: Ten presente que uno de los vértices se cuenta dos veces. Sucesiones y Progresiones Página 22 de 55 PROGRESIONES ARITMÉTICAS Una progresión aritmética (PA) es una secuencia de números reales de manera que cada término de la sucesión se obtiene sumándole al anterior una cantidad fija, d, llamada diferencia . Veamos algunos ejemplos: -8, -3, 2, 7, 12, 17,... es una PA con a1 = -8 y d = 5. 70, 40, 10, -20, -50,...es una PA con a1 = 70 y d = -30. 3/2, 4, 13/2, 9, 23/2, 14,... es una PA con a1 = 3/2 y d = 5/2. De esta manera se tiene que : En general tenemos que En muchas ocasiones conviene saber cuánto vale la suma de los n primeros términos de una PA: Esto nos permite averiguar cómodamente el valor de Tn = 1 + 2 + 3 + .... + n. Observamos que el enésimo número triangular se construye sumando los n primeros términos de la sencilla PA: 1, 2, 3, 4, ......, n, de primer término 1, enésimo término n y diferencia 1. Si aplicamos la fórmula anterior se tiene que Utilicemos lo estudiado para hallar el la expresión del enésimo número pentagonal: P 1= 1 P2 = 1+4 P3 = 1+4+7 P4 = 1+4+7+10 P5 = 1+4+7+10+13 Sucesiones y Progresiones Página 23 de 55 Si consideramos la PA 1, 3, 4, 7,10, 13,... de primer término 1 y diferencia 3, tenemos que Pn se corresponde con la suma de los n primeros términos de la sucesión. En virtud de las fórmulas que hemos visto: Halla, mediante una técnica similar, el término general de los números hexagonales y estrellados. DIFERENCIAS FINITAS Comencemos estudiando las diferencias entre los términos consecutivos de una PA cualquiera, por ejemplo, la 8, 12, 16, 20,... Veamos la tabla de diferencias de la sucesión de números hexagonales: Y la de los números cúbicos: En el caso de la PA las diferencias son constantes. En el de los números hexagonales lo son las diferencias segundas y, en el caso de los números cúbicos, hay que llegar hasta la tercera diferencia. Lo anterior, como se verá, no se debe a la casualidad. Sucesiones y Progresiones Página 24 de 55 En general, si una secuencia a1 , a2 , a3 , a4,... Tiene las primeras diferencias fijas podemos concluir que la secuencia es una progresión aritmética de diferencia d y primer término a1 : Realiza la tabla de diferencias para las secuencias de término general 2 n + 5, 3 n - 1 y -6 n + 9. ¿Cómo son las secuencias de término general an = a n + b? Veamos que cuando el término general de una secuencia viene dada por un polinomio de segundo grado en n, an = a n 2 + b n + c, las segundas diferencias son constantes: Recíprocamente, si las segundas diferencias son constantes el término general será del tipo an = a n2 + b n + c. Se pueden hallar los coeficientes a, b y c de la siguiente forma: la diferencia segunda es el doble del valor de a, para obtener el valor de b hay que restarle 3a al primer valor de D1. Por último, para obtener el coeficiente c, se restan a y b al primer término de la secuencia. Comprueba lo anterior con la tabla de diferencias para las secuencias de término general n2 + 3n + 2 y -n2 + 7 Investiga utilizando diferencias el patrón de la secuencia de los números tetraédricos. Estudia las diferencias de una sucesión de término general an = a n 3 + b n 2 + c n+d Halla el término general de las secuencias: 2, 9, 20, 35, 54, 77,.... 4, 5, 8, 13, 20, 29,.... Sucesiones y Progresiones Página 25 de 55 Llamamos números poligonales a los que se generan mediante un polígono: triangulares, cuadrados, pentagonales, hexagonales, etc. Comprueba que, si en la fórmula , cambiamos b por 1 obtenemos la expresión general de los números triangulares; si la cambiamos por 2 obtenemos la de los números cuadrados: si lo hacemos por 3 se obtiene la de los pentagonales, ... Comprueba que se verifican las siguientes relaciones: Cn=Tn + Tn-1 Pn=Cn + Tn-1 Hn=Pn + Tn-1 etc. No siempre nos valen las diferencias: Cuando el término general de una secuencia no sea un polinomio en n no podremos utilizar la técnica de las diferencias finitas. Veremos algunos casos en que esto ocurre y aprovecharemos para estudiar dos tipos de secuencias que también son muy frecuentes en la literatura matemática: las progresiones geométricas y las sucesiones recurrentes. Estudiemos ahora el siguiente caso: supongamos infinito el proceso de construcción de cuadrados (el cuadrado grande tiene lado 1). ¿Cuánto mide, cuando llevamos n cuadrados, la longitud de la línea negra? ¿Y si considerásemos a la infinidad de ellos? Resuelve la cuestión cuando leas el siguiente apartado: PROGRESIONES GEOMÉTRICAS Una progresión geométrica (PG) es una secuencia de números reales de manera que cada término de la sucesión se obtiene multiplicando el anterior una cantidad fija, r, llamada razón. De esta manera se tiene que : Sucesiones y Progresiones Página 26 de 55 En muchas ocasiones conviene saber cuánto vale la suma de los n primeros términos de una PG: Halla el perímetro del copo de nieve de n capas: En la fórmula de la suma de los n primeros términos de una PG , si -1 < r < 1, se tiene que , es decir, rn se acercará a cero tanto como queramos, tomando n suficientemente grande. En consecuencia la fórmula de la suma de los infinitos términos de una PG sería . Calcula la longitud de la línea quebrada cuando el proceso de inscribir cuadrados se hace infinito. ¿Cómo será el perímetro del copo en ese mismo caso? SUCESIONES RECURRENTES De manera algo imprecisa podemos definir las sucesiones recurrentes como aquellas en las que un término se expresa en función de términos anteriores. Veamos un par de casos que aclaren la idea: Averiguar el número de caminos distintos que se pueden tomar desde los vértices numerados para llegar hasta 0 (no vale retroceder): Sucesiones y Progresiones Página 27 de 55 En el esquema se muestra que C n = C n-1 + C n-2 (cada término es la suma de los dos anteriores) Según esto la secuencia es 1, 2, 3, 5, 8, 13, ... Comprueba que al hacer las diferencias termina apareciendo la propia sucesión, con lo que no se hacen constantes y es imposible determinar, de esta manera, su término general. Las Torres de Hanoi: Hay que traspasar los discos a otro poste, de forma que queden en la misma posición. Los discos sólo pueden situarse descansando en alguno de los tres postes, sin que un disco mayor pueda colocarse sobre otro menor. Hallar la secuencia Nº. De discos 1 2 ................................. Nº. mínimo de movimientos 1 3 ................................. n Metodología. Comenzar por pocos discos. Observar que antes de terminar el juego con n discos, hay que hacerlo con n -1, siendo A n = A n-1 + 1 + A n-1 = 1 + 2 · A n-1 . Observar que de A1 = 1; A2 = 3; A3 = 7; A4 = 15; A5 = 15; etc, se sigue que An= 2n - 1. Del hecho de que A n = 1 + 2 · A n-1 se deduce que las diferencia primera será: D = A n+1 - A n = 1 + 2 A n - A n = 1 + A n que no se hace constante. Puedes estudiar lo que ocurre con las demás diferencias y comprobarás que ocurre lo mismo. Acabamos de exponer dos casos de ecuaciones recurrentes y, en el caso de las torres de Hanoi, hemos hallado una expresión para su término general: An = 2n - 1. Sucesiones y Progresiones Página 28 de 55 APÉNDICES TRAYECTO DESDE LAS SUCESIONES RECURRENTES A LAS PROGRESIONES GEOMÉTRICAS MEDIANTE UNA ACTIVIDAD RECREATIVA DEBIDA A LEWIS CARROLL: El cuadrado evanescente Se ha dicho que la Geometría es el arte de razonar bien sobre figuras falsas. (CHASLES, en otro sentido, claro) En esta paradoja aparente intervienen los números 5, 8 y 13. Si probamos a plantearla con cuadrados de otras dimensiones, comprobaremos que también funciona con los números 8, 13 y 21. Lo anterior huele a los términos de la sucesión de Fibonacci, vista anteriormente, en los que cada uno es la suma de los dos anteriores. Precisamente, si construimos la paradoja con los números 2, 3 y 5 veremos mejor la trampa que encierra (la diagonal del rectángulo no es una línea, sino un delgado cuadrilátero cuya área vale una unidad). Sean a, b, c tres términos consecutivos de la sucesión de Fibonacci, se tiene que a + b = c y b2 = a · c +1, o b2 = a · c -1 Consideremos una sucesión de términos no necesariamente enteros, en la que cada término se obtenga mediante la suma de los dos anteriores. La pregunta es: ¿se podrán dar las condiciones a + b = c y b2 = a · c?. Es decir, ¿se podrá cortar el cuadrado de tal forma que al disponer las piezas del rectángulo tenga el área igual al cuadrado?. Si despejamos c en ambas igualdades e igualamos, tenemos la ecuación b2 - ab - a2 = 0.Cuya solución positiva es ¡Aparece el número áureo! La única sucesión de Fibonacci en la que cada término es el producto de sus términos adyacentes es la sucesión 1,N , 1+N, 1+2N, 2+3N,..... o, equivalentemente, la PG de razón 1,N,N 2,N 3,N 4,... TÉRMINO GENERAL DE ALGUNAS SUCESIONES RECURRENTES: Veamos que, en determinados casos particulares, se puede averiguar el término general de una sucesión recurrente. Ecuación característica de una sucesión recurrente Si una relación de recurrencia es del tipo: siendo los ci números reales, Se denomina ecuación característica de la relación a la expresión: Está claro que la sucesión verifica la relación de recurrencia sii b es raíz de la ecuación característica. En general, si la ecuación tiene distintas, entonces cualquier sucesión del tipo: Sucesiones y Progresiones raíces no nulas y Página 29 de 55 , donde las ci son arbitrarias, verifica la relación de recurrencia. Si se dan k condiciones iniciales , entonces se puede obtener una solución particular, pues estas condiciones determinan un sistema de ecuaciones lineales en las incógnitas ci: Y al ser las raíces distintas y no nulas, el determinante de la matriz de los coeficientes, que es el producto de por un determinante de Vandermonde, es diferente de cero y obtenemos una solución particular para An Veamos, como ejemplo, cómo obtener el término general de la sucesión anterior: Una sucesión de Fibonacci viene definida en los términos , la ecuación característica asociada es . Si concretamos en nuestro ejemplo del número de caminos, las condiciones iniciales son d1 = 1, d2 = 2. Tenemos así el sistema cuyas soluciones son: . Así pues, el término general de la sucesión viene dado por la regla: obtuvo. , que se llama fórmula de Binet (1786-1856) porque que la Igual hicieron, de manera independiente, Moivre y D. Bernouilli. Dado que Por lo tanto , tenemos que para n suficientemente grande. Encuentra el término general de la secuencia 1,2, 5, 14, 41, ... en la que cada término se obtiene multiplicando por cuatro el término anterior y restándole el triple del que está detrás de éste. Sucesiones y Progresiones Página 30 de 55 ALGUNAS ACTIVIDADES RECREATIVAS RELACIONADAS CON EL TEMA: D. Juan el albañil es especialista en enlosar patios de forma cuadrada. Su diseño favorito consiste en utilizar losas rojas para el interior y blancas para los bordes. He aquí algunos patios construidos por él: Si atendemos al número L de baldosas que tiene el patio en cada lado, podemos hacer la siguiente tabla, en la que B indica el número de baldosas blancas empleadas. L 3 4 5 6 ................. n B 8 12 16 20 ................. ? Un señor le pregunta a Juan la fórmula para un patio con n baldosas de lado. ¿Sabrías ayudarle a averiguar las baldosas blancas y rojas que se necesitarían? El Jefe de D. Juan admira la idea de poner losas rojas en el centro y blancas en los bordes. Su especialidad son los patios rectangulares en los que un lado es la mitad del otro pero tiene el problema de que se lía contando. ¿Sabrías ayudarle a calcular las baldosas blancas y rojas, en función del número de baldosas del ancho del patio? El siguiente problema aparece en el papiro de Rind (2000 a J): Entre cinco personas se reparten cien medidas de trigo; la segunda recibe más que la primera tanto como la tercera más que la segunda, la cuarta más que la tercera y la quinta más que la cuarta. Además, las dos primeras recibieron siete veces menos que las tres restantes. ¿Cuánto correspondió a cada una? Para 31 gallinas se ha preparado una cantidad de reservas de comida a base de un decalitro semanal para cada una. Esto se hacía en el caso de que el número de gallinas permaneciera invariable. Pero, debido a que cada semana disminuía en una el número de aves, la comida preparada duró el doble de lo proyectado. ¿Qué cantidad de comida prepararon como reserva y para cuánto tiempo fue calculada? Realiza las sumas: 1+3+5+.....+(2n+1) 3+4+5+.....+(n+2) 5+8+11+....+(3n+2) Sucesiones y Progresiones Página 31 de 55 Los soldados de una guarnición costera van a construir un fuerte en una isla. Si hubiese trabajado toda la guarnición hubiesen tardado 24 días. La isla se comunica con la costa mediante un barco que realiza un viaje diario de ida y vuelta. El trabajo fue comenzado por el primer grupo de soldados que llegó a la isla, al día siguiente se le unió el segundo grupo, al tercer día el tercero, etc. Sabiendo que todos los grupos eran iguales y que el primero trabajó once veces más que el último, ¿cuántos días trabajó cada grupo? Veamos otro clásico problema: Un hortelano vendió al primero de sus compradores la mitad de las manzanas de su jardín más media manzana; al segundo la mitad de las restantes más media, al tercero la mitad de las que quedaban más otra media manzana, etc. El séptimo comprador, al adquirir la mitad de las manzanas sobrantes más media manzana, agotó la mercancía. ¿Cuántas manzanas tenía el jardín? Determina la expresión de An : Demuestra que si multiplicas por ocho un número triangular, y sumas uno, obtienes un número cuadrado. Intenta demostrarlo mediante un esquema geométrico. (NOTA: la demostración algebraica requiere expresar 4n2 + 4n +1 como cuadrado perfecto) Un bodeguero desea almacenar en cinco formaciones triangulares los 140 toneles que dispone. ¿Con cuántos toneles se formará la base? ¿Y si fuesen 345 toneles, podría realizar su deseo? Una escuadrilla aérea tiene unos cincuenta aviones aproximadamente y su formación en vuelo es un triángulo equilátero. Algunos aviones caen después de un combate, de manera que cuando los aviones restantes regresan lo hacen formando cuatro triángulos equiláteros de igual lado. Dinos cuántos aviones tenía la escuadrilla, sabiendo que con los aviones derribados se podía haber formado otra formación igual en triángulo equilátero. Sucesiones y Progresiones Página 32 de 55 ¿Cuántos trozos, no necesariamente iguales, se pueden obtener como máximo al realizar n cortes sobre una tarta? Intenta obtener el máximo con 5 y 6 cortes y comprueba si lo has conseguido, sabiendo que las diferencias segundas de dicha secuencia se hacen constantes. Se necesitaron 20 cubos para construir esta torre de 4 capas. Expresa el número de cubos necesario para realizar una de n capas. . Halla A n (número máximo de regiones obtenidas por intersección de n círculos) . A veces las apariencias engañan. Si observamos el número máximo de regiones que se pueden obtener al unir n puntos de una circunferencia, la observación de los 5 primeros términos parece indicar que la secuencia sigue la fórmula An = 2n-1. Claramente se ve que el término sexto no cumple ya esa regla. Determina la expresión general de la sucesión, sabiendo que sus primeros términos son 1, 2, 4, 8, 16, 31, 57, 99, 163, 256,... y que sus cuartas diferencias son constantes. Curiosidades con números cuadrados: 16 = 42 1156 = 342 111556 = 3342 1115556 = 33342 11115556 = 333342 1111155556 = 3333342 12 = 1 112 = 121 1112 = 12321 11112 = 1234321 111112 = 123454321 92 = 81 992 = 9801 9992 = 998001 99992 = 99980001 999992 = 9999800001 Sucesiones y Progresiones Página 33 de 55 Sucesiones - Encontrar la regla Para encontrar un número que falta en una sucesión, primero tienes que conocer la regla A veces basta con mirar los números y ver el patrón. Ejemplo: 1, 4, 9, 16, ? Respuesta: son cuadrados (12=1, 22=4, 32=9, 42=16, ...) Regla: xn = n2 Sucesión: 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, ... ¿Has visto cómo escribimos la regla con "x" y "n"? xn significa "el término en la posición n", así que el tercer término sería x3 Y también hemos usado "n" en la fórmula, así que para el tercer término hacemos 32 = 9. Esto se puede escribir x3 = 32 = 9 Cuando sepamos la regla, la podemos usar para calcular cualquier término, por ejemplo término 25º se calcula "poniendo dentro" 25 donde haya una n. x25 = 252 = 625 Qué tal si vemos otro ejemplo: Ejemplo: 3, 5, 8, 13, 21, ? Son la suma de los dos que están delante, o sea 3 + 5 = 8, 5 + 8 = 13 y sigue así (en realidad es parte de la Sucesión de Fibonacci): Regla: xn = xn-1 + xn-2 Sucesión: 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, ... ¿Qué significa xn-1 aquí? Bueno, sólo significa "el término anterior" porque la posición (n-1) es uno menos que (n). Entonces, si n es 6, será xn = x6 (el 6º término) y xn-1 = x6-1 = x5 (el 5º término) Vamos a aplicar la regla al 6º término: x6 = x6-1 + x6-2 x6 = x5 + x4 Ya sabemos que el 4º es 13, y que el 5º es 21, así que la respuesta es: x6 = 21 + 13 = 34 Muy simple... sólo pon números en lugar de "n" Muchas reglas Uno de los problemas que hay en "encontrar el siguiente término" de una sucesión es que las matemáticas son tan potentes que siempre hay más de una regla que vale. Sucesiones y Progresiones Página 34 de 55 ¿Cuál es el siguiente número de la sucesión 1, 2, 4, 7, ? Hay (por lo menos) tres soluciones: Solución 1: suma 1, después suma 2, 3, 4, ... Entonces, 1+1=2, 2+2=4, 4+3=7, 7+4=11, etc... Regla: xn = n(n-1)/2 + 1 Sucesión: 1, 2, 4, 7, 11, 16, 22, ... (La regla parece complicada, pero funciona) Solución 2: suma los dos números anteriores más 1: Regla: xn = xn-1 + xn-2 + 1 Sucesión: 1, 2, 4, 7, 12, 20, 33, ... Solución 3: suma los tres números anteriores Regla: xn = xn-1 + xn-2 + xn-3 Sucesión: 1, 2, 4, 7, 13, 24, 44, ... Así que tenemos tres soluciones razonables, y cada una da una sucesión diferente. ¿Cuál es la correcta? Todas son correctas. Y habrá otras soluciones. Hey, puede ser una lista de números ganadores... así que el siguiente será... ¡cualquiera! La regla más simple Cuando dudes, elige la regla más simple que funcione, pero menciona también que hay otras soluciones. Calcular diferencias A veces ayuda encontrar diferencias entre los términos... muchas veces esto nos muestra una pauta escondida. Aquí tienes un ejemplo sencillo: Las diferencias siempre son 2, así que podemos adivinar que "2n" es parte de la respuesta. Probamos 2n: n: 1 2 3 4 5 Términos (xn): 7 9 11 13 15 2n: 2 4 6 8 10 Error: 5 5 5 5 5 La última fila nos dice que siempre nos faltan 5, así que sumamos 5 y acertamos: Regla: xn = 2n + 5 Sucesiones y Progresiones Página 35 de 55 OK, podías haber calculado "2n+5" jugando un poco con los números, pero queremos un sistema que funcione, para cuando las sucesiones sean complicadas. Segundas diferencias En la sucesión {1, 2, 4, 7, 11, 16, 22, ...} tenemos que calcular las diferencias... ... y después calcular las diferencias de esas diferencias (se llaman segundas diferencias), así: En este caso las segundas diferencias son 1. Con las segundas diferencias multiplicamos por "n2 / 2". En nuestro caso la diferencia es 1, así que probamos n2 / 2: n: 1 2 3 4 5 Términos (xn): 1 2 4 7 11 n2 : 1 4 9 16 25 n2 / 2: 0.5 2 4.5 8 12.5 Error: 0.5 0 -0.5 -1 -1.5 Estamos cerca, pero nos estamos desviando en 0.5 cada vez más, así que probamos ahora: n2 / 2 - n/2 n2 / 2 - n/2: 0 1 3 6 10 Error: 1 1 Ahora nos sale 1 menos, así que sumamos 1: n2 / 2 - n/2 + 1: 1 2 1 1 1 4 7 11 Error: 0 0 0 0 0 La fórmula n2 / 2 - n/2 + 1 se puede simplificar a n(n-1)/2 + 1 Así que, con "prueba y error" hemos conseguido descubrir la regla. Sucesión: 1, 2, 4, 7, 11, 16, 22, 29, 37, ... Otros tipos de sucesiones Además de las que se explican en sucesiones y series: Sucesiones aritméticas Sucesiones geométricas Sucesión de Fibonacci Sucesiones triangulares Ten en cuenta Números primos Números factoriales ¡y cualquier otra sucesión que veas en tus viajes! Sucesiones y Progresiones Página 36 de 55 La verdad es que hay demasiados tipos de sucesiones para decirlos aquí, pero si hay alguno que te gustaría que digamos, sólo tienes que decírmelo. La sucesión de Fibonacci La sucesión de Fibonacci es la sucesión de números: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, ... Cada número se calcula sumando los dos anteriores a él. El 2 se calcula sumando (1+1) Análogamente, el 3 es sólo (1+2), Y el 5 es (2+3), ¡y sigue! Ejemplo: el siguiente número en la sucesión de arriba sería (21+34) = 55 ¡Así de simple! Aquí tienes una lista más larga: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55, 89, 144, 233, 377, 610, 987, 1597, 2584, 4181, 6765, 10946, 17711, 28657, 46368, 75025, 121393, 196418, 317811, ... ¿Puedes encontrar los siguientes números? La regla La sucesión de Fibonacci se puede escribir como una "regla" (lee sucesiones y series): la regla es xn = xn-1 + xn-2 donde: xn es el término en posición "n" xn-1 es el término anterior (n-1) xn-2 es el anterior a ese (n-2) Por ejemplo el sexto término se calcularía así: x6 = x6-1 + x6-2 = x5 + x4 = 5 + 3 = 8 Razón de oro Y hay una sorpresa. Si tomas dos números de Fibonacci consecutivos (uno detrás del otro), su cociente está muy cerca de la razón aúrea "φ" que tiene el valor aproximado 1.618034... De hecho, cuanto más grandes los números de Fibonacci, más cerca está la aproximación. Probemos con algunos: A 2 3 5 8 ... 144 233 Sucesiones y Progresiones B 3 5 8 13 ... 233 377 B/A 1.5 1.666666666... 1.6 1.625 ... 1.618055556... 1.618025751... Página 37 de 55 ... ... ... Usar la razón de oro para calcular números de Fibonacci Y es más sorprendente todavía esta fórmula para calcular cualquier número de Fibonacci usando la razón de oro: Increíblemente el valor siempre es un número entero, exactamente igual a la suma de los dos términos anteriores. Ejemplo: Cuando usé una calculadora para hacerlo (con sólo 6 decimales para la razón aúrea) obtuve la respuesta 8.00000033. Un cáculo más exacto habría dado un valor más cercano a 8. ¡Prueba tú mismo! Sucesiones y Progresiones Página 38 de 55 EJERCICIOS DE REPASO SUCESIONES Y PROGRESIONES 1.- Halla el noveno término de la progresión 5, 8, 11, 14, ... 2.- El primer término de una p. a. es 7 y el sexto es –3. ¿Cuál es la diferencia?. Calcula la suma de los 100 primeros términos de esta progresión. 3.- Halla el trigésimo término de la progresión 36, 18, 9, 4’5, ..... 4.- Halla la suma de los infinitos términos de la progresión geométrica 2, 1, ½, ¼, ..... 5.- Halla la suma de los 13 primeros términos de la p. g. cuyo primer término es a1=5 y cuya razón es r=2. 6.- Comprueba si las siguientes progresiones son aritméticas o geométricas. Escribe cuatro términos más de cada una de ellas. Calcula sus términos generales. a) 2, 5, 8, 11, 14, ... b) 30, 28, 26, 24, 22, ... c) 8, -16, 32, -64, 128, ... d) 0, -5, -10, -15, -20, ... e) 7, 7, 7, 7, 7, ... f) –16, -15’5, -15, -14’5, -14, ... g) 1, 0’2, 0’04, 0’008, 0’0016,… h) 5, 10, 20, 40, … i) –3, -9, -27, -81, -243, … j) 2, -6, 18, -54, … 7.- Compramos un televisor a plazos, y tenemos que pagar 63 el primer mes; 69 el segundo; 75 el tercero, y así sucesivamente. El último mes pagamos 117. ¿Durante cuántos meses hemos estado pagando? 8.- Juan envía dos postales a dos amigos el día 1 de enero, pidiéndoles que envíen a otros dos amigos dos postales el día primero del mes siguiente. Si no se rompe la cadena y los destinatarios son distintos, ¿cuántas postales se envían en un año? 9.- Una hoja de papel tiene aproximadamente un grosor de 0’13 mm. Supongamos que podemos hacer dobleces en ella de forma indefinida. a) ¿Qué grosor alcanzará cuando hayamos hecho 10 dobleces? b) ¿Y después de hacer 20? c) Comprueba que si pudiéramos doblar la hoja por la mitad 42 veces, el grosor resultante superaría la distancia de la Tierra a la Luna, que es de unos 384000 Km. Sucesiones y Progresiones Página 39 de 55 10.- Una moto cuesta 3000. Cada año que pasa, por su uso y envejecimiento, pierde un 20% de su valor. ¿Por cuánto la podremos vender al cabo de diez años? 11.- Observa cómo se construye con palillos la siguiente sucesión de triángulos. Escribe la sucesión que indica el número de palillos necesarios para construir cada término y calcula el término general. ¿Qué tipo de sucesión es? 12.- Progresiones aritméticas de segundo orden: a) 49, 64, 81, 100, 121, 144, ... b) 2, 2, 4, 8, 14, ... c) 9, 18, 31, 48, 69,... d) 8, 24, 46, 74, 108,... e) 7, 11, 19, 31, 47,... f) -3, 0, 7, 18, 33,... g) 3, 10, 23, 42, 67,... Ejercicios de progresiones aritméticas 1 El cuarto término de una progresión aritmética es 10, y el sexto es 16. Escribir la progresión. 2 Escribir tres medios aritméticos entre 3 y 23. 3 Interpolar tres medios aritméticos entre 8 y -12. Sucesiones y Progresiones Página 40 de 55 4 El primer término de una progresión aritmética es -1, y el décimoquinto es 27. Hallar la diferencia y la suma de los quince primeros términos. 5 Hallar la suma de los quince primeros múltiplos de 5. 6 Hallar la suma de los quince primeros números acabados en 5. 7 Hallar la suma de los quince primeros números pares mayores que 5. 8 Hallar los ángulos de un cuadrilátero convexo, sabiendo que están en progresión aritmética, siendo d= 25º. 9 El cateto menor de un triángulo rectángulo mide 8 cm. Calcula los otros dos, sabiendo que los lados del triángulo forman una progresión aritmética. 10 Calcula tres números en progresión aritmética, que suman 27 y siendo la suma de sus cuadrados es 511/2. Sucesiones y Progresiones Página 41 de 55 II. Término General de una Sucesión Se llama término general de una sucesión, y se simboliza con aun, al término que representa uno cualquiera de ella. Hay sucesiones cuyo término general puede expresarse mediante una fórmula: Dándole a n un cierto valor natural, se obtiene el término correspondiente. En otras sucesiones, para hallar un término es necesario operar con dos o más de los anteriores y se llaman sucesiones recurrentes. Para hallar un término concreto hay que obtener, previamente, todos los anteriores. Ejemplos: 1) 5; 8; 12; 17; 23 2) 42; 36; 28; 18; 6; 8 3) 1; 2 ;6 ; 24; 120; 720 III. Tipos De Sucesiones a) Sucesión por Recurrencia En las cuales encontramos la serie Fibonacci. Es aquella en la cual se usa sus términos anteriores para formar el siguiente. Ejemplo: 1; 1; 2;3 ; 5; 8; 13; ……. b) Sucesiones Aritméticas Ejemplos: 5; 8; 12; 17; 22;… 30; 28; 26; 24; 22;… c) Sucesiones geométricas Ejemplos: 5; 20; 80; 320; 1280;… 600; 300; 150; 75;… d) Sucesiones combinadas Ejemplos: 0; 4; 8; 12; 24; 28;….. 30; 15; 20; 10; 15;… e) Sucesiones alternadas Son las que se dan al intercalar don o más sucesiones que se rigen cada uno de ellas por su respectiva ley de formación . Ejemplos: 6; 5; 8; 7; 11; 10; 15; 14; 20; 19 Solución 1º) 6; 8; 11; 15; 20 2º) 5; 7; 10; 14; 19 2; 17; 2; 16; 4; 14; 12; 11; 48; 7 Solución 1º) 2; 2; 4; 12; 48 2º) 17; 16; 14; 11; 7 Sucesiones y Progresiones Página 42 de 55 f) Sucesiones Literales Es un conjunto de letras del abecedario, cuyo procedimiento es el mismo que el de una sucesión numérica. Se considera a la letra “CH” y “LL” cuando por lo menos una de ellas aparece como dato del problema. Ejemplos: A; C; E; G; I; J A; CH; G; J; N; P g) Sucesiones Alfanuméricas Es una sucesión donde convergen una sucesión numérica y una sucesión literal o alfanumérica, cada uno con respecto a la ley de formación. Ejemplos: 1; C; 2; E; 4; I; 7; Ñ Solución 1º) 1; 2; 4; 7 2º) C; E; I; Ñ h) Sucesiones graficas Se da por lo general en los gráficos circulares, cuya ley de formación puede ser en sentido horario o antihorario. Solución 4; 9; 16; 25; 36; X Donde x=36+13=49 IV. Termino Enésimo Es el término general mediante el cual se obtiene un término cualquiera de la sucesión en función de otros anteriores. Este término será dado por la variable “n” que toma los valores de 1, 2, 3, …. y así sucesivamente donde se obtiene el primer, segundo,… y así sucesivamente el Enésimo Termino. a) Sucesión Lineal Se dice así cuando la razón es constante, cuya ley de formación o termino enésimo es dada por la siguiente sucesión: Sucesiones y Progresiones Página 43 de 55 b) Sucesión no Lineal Se dice cuando la razón de sus términos no son constantes c) Sucesión Cuadrática Sean los términos de una sucesión cuadrática: Sucesiones y Progresiones Página 44 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 45 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 46 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 47 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 48 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 49 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 50 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 51 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 52 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 53 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 54 de 55 Sucesiones y Progresiones Página 55 de 55