AULA DO CPOG Progressão Aritmética Observe as seqüências numéricas: 2 4 12 6 8 ... 9 6 5 3 ... 5 5 5 ... Essas seqüências foram construídas de forma que cada termo (número), a partir do segundo, é a soma do anterior com uma constante. Observe a construção da primeira seqüência: Escolhemos um número para ser o primeiro termo da seqüência: 2 Adicionamos a ele um número qualquer e obtemos o segundo termo: Para obter os demais termos, vamos adicionando algebricamente sempre o mesmo valor ao número anterior: +2 +2 +2 Seqüências desse tipo, nas quais cada termo, a partir do segundo, é a soma do anterior com uma constante, são chamadas de Progressões Aritméticas. Essa constante, que indicaremos por r, é denominada razão da P.A. Assim na progressão aritmética, (2,4,6,8,...) temos r = 2 e a P.A. é dita crescente. (12,9,6,3,...) temos r = -3 e a P.A. é dita decrescente. (5,5,5,5,...) temos r = 0 e a P.A. é dita constante. Termo Geral da Progressão Aritmética Vamos agora encontrar uma expressão que nos permita obter um termo qualquer de uma Progressão Aritmética (PA), conhecendo apenas o primeiro e a razão. Seja a1 o primeiro termo e r a razão da P.A. O valor do segundo termo é igual ao primeiro mais a razão : a2 = a1 + r O valor do terceiro termo é igual ao segundo mais a razão: a3 = a2 + r Como: a2 = a1 + r tem-se que : a3 = a1 + r + r logo, a3 = a1 + 2r O valor do quarto termo será o terceiro mais a razão: a4 = a3 + r Como a3 = a1 + 2r a4 = a1 + 2r + r temos que : logo a4 = a1 + 3r Continuando assim podemos perceber que qualquer termo de uma PA pode ser expresso da seguinte forma: an = a1 + (n – 1) . r onde “n” indica a qual termo estamos nos referindo. Essa “fórmula” poderá ser usada sempre que quisermos encontrar an, a1, n ou r. Veja alguns exemplos: 1) Sendo a1 = 3 e r = -2, calcule o décimo termo. Como queremos o décimo termo temos que n = 10. Substituindo na fórmula do termo geral teremos: a10 =3 + (10–1).(-2) a10 = 3 + 9.(-2) a10 = 3 - 18 a10 = - 15 2) Determine o primeiro termo de uma P.A. de razão 3 e 200 termo igual a 30. Aplicando na fórmula temos: 30 = a1 + (20–1).3 30 = a1 + 19.3 30 = a1 + 57 a1 = - 27 3) Calcule a razão da P.A. sabendo que a1 = 5 e a14 = - 21. Substituindo os valores na fórmula temos: - 21 = 5 + (14 – 1) . r - 21 = 5 + 13 . r - 21 – 5 = 13. r - 26 = 13 . r r=-2 4) Calcule o número de termos da P.A. finita: (50,47,44,......,14). Primeiro calculamos a razão: Substituindo na fórmula: 14 = 50 + (n – 1).(-3) 14 – 50 = (n -1).(-3) -36 = (n – 1).(-3) n - 1 = -36 / (-3) 12 = n - 1 Logo, n = 13 r = 47– 50 r = -3 SOMA DOS TERMOS DE UMA PROGRESSÃO ARITMÉTICA FINITA Observe a P.A. finita: Notamos que a soma de dois termos eqüidistantes dos extremos é igual à soma dos extremos. Consideremos a P.A. finita de razão r: (a1,a2,a3,...,an-2,an-1,an) A soma dos seus termos pode ser escrita por: Portanto, Sn = (a1 + an) + ( a1 + an ) + ....+ ( a1 + an)) n/2 parcelas iguais a (a1 + an) Então: Sn a1 an .n 2 em que: * a1 é o primeiro termo; * an é o enésimo termo; * n é o número de termos; * Sn é a soma dos n termos. Veja alguns exemplos de utilização da fórmula da soma dos termos de uma P.A. 1) Calcule a soma dos 50 primeiros termos da P.A. (2,6,....). Nessa P.A. infinita, os 50 primeiros termos formam uma P.A. finita, na qual a1 = 2, r = 4 e n= 50 Devemos calcular an ou seja a50: a50 = 2 + 49 . 4 = 2 + 196 = 198 Aplicando a fórmula da soma temos: S50 2 198.50 2 Logo, S50 = 5000 2) Em relação a seqüência dos números naturais ímpares, vamos calcular a soma dos 20 primeiros termos. A seqüência é (1,3,5,7,......) com r = 2. Calculando a20 temos: a20 = 1 + 19.2 = 1 + 38 Então, a20 = 39 Assim: S20 1 39.20 2 Logo, S20 = 400 BR dist 2011 Petrobras 2008 maio Petrobras 2010 Petrobras 2010 PG OBSERVE AS SEQÜÊNCIAS: 2 4 8 16 .... -2 -6 -18 ... -72 24 -8 ... 5 5 5 5 ... Essas seqüências foram construídas de forma que cada termo, a partir do segundo é igual ao anterior multiplicado por uma constante. SEQÜÊNCIAS DESSE TIPO SÃO CHAMADAS DE PROGRESSÕES GEOMÉTRICAS. Essa constante , que indicaremos por q, é denominada razão da progressão geométrica. Assim na progressão geométrica: (2,4,8,16,....) temos q = 2 e a P.G. é crescente. (-2,-6,-18,....) temos q = 3 e a P.G. é decrescente. 1 (-72,24,-8,...) temos q = 3 e a P.G é alternante. (5,5,5,5,....) temos q = 1 e a P.G. é constante. FÓRMULA DO TERMO GERAL DA Progressão Geométrica Seja (a1,a2,a3,.....,an) uma P.G. de razão q. Temos: a2 = a1 . q a3 = a2 . q logo, a3 = a1 .q.q a3 = a1.q2 a4 = a3 . q logo, a4 = a1.q2.q a4 = a1.q3 Continuando assim podemos perceber que qualquer termo de uma P.G. pode ser expresso da seguinte forma: an = a1 . qn-1 Onde n indica a qual termo estamos nos referindo. Exemplos de aplicação da fórmula: 1) Determine o décimo termo da P.G. (1,3,9,....) Sabemos que a1 = 1 e q = 3. Assim, substituindo na fórmula podemos escrever: a10 = 1 . 310-1 a10 = 1 . 39, portanto a10 = 19683 2) Numa P.G. o 40 termo é igual 64 e o 10 termo é igual a 1. Determine a razão da P.G. e, em seguida, obtenha seu 80 termo. Como a4 = a1 . q3, temos: 64 = 1.q3 Logo, q3 = 64 então q = 4. Usando novamente a fórmula do termo geral, vamos determinar o 80 termo: a8 = a1 . q7 a8 = 1. 47 a8 = 16 384 Soma dos n primeiros termos de uma P.G. Para calcularmos a soma, usaremos a seguinte fórmula: a1 q 1 Sn q 1 n Veja alguns exemplos: 1) Calcule a soma dos cinqüenta primeiros termos de (3,6,12,...). Substituindo na fórmula, temos: 3.(2 50 1) S 50 2 1 S50 = 3.(250 – 1) 2) Quantos termos da P.G. (2,6,18,...) devem ser considerados para que a soma resulte em 19682? Substituindo na fórmula, temos: 2 . 3n 1 19 682 3 1 3n = 19 683 Logo, n = 9 3n – 1 = 19682 3n = 39 Petrobras 2008 maio Petrobras 2010