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¡BIENVENIDOS! Hoy revisaremos el siguiente tema: SUCESIONES Y PROGRESIONES CONTENIDO DE LA CLASE SUCESIONES Definición Sucesiones finitas e infinitas SERIES Definición Sumatorias notables PROGRESIONES Progresión aritmética Progresión geométrica SUCESIONES SUCESIONES Una sucesión matemática es un conjunto ordenado de números. Cada de uno de ellos denominado término o elemento de la sucesión. Es la que se compone de un número finito (numerable) de términos. Sucesión Sucesión finita { 7;14; 21; 28; 35 } 1° término: t1 2° término: t2 3° término: t3 4° término: t4 5° término: t5 SUCESIONES Es la que se compone de un número infinito de términos. Sucesión infinita { 𝑎1; 𝑎2; 𝑎3; … ; 𝑎𝑘; … } • 1 𝑘2 ; 𝑘 = 1; 2; 3;… 1° término 2° término 3° término k-ésimo término 1 12 ; 1 22 ; 1 32 ; 1 42 ; … = 1; 1 4 ; 1 9 ; 1 16 ; … Solución: 1. Se define la sucesión 𝑎𝑛 𝑎𝑛 = −1 𝑛+1 𝑛2 + 1 Determina los cinco primeros términos. • 𝑎1 = −1 1+1 12 + 1 = −1 2 2 = 2 • 𝑎2 = −1 2+1 22 + 1 = −1 3 5 = −5 • 𝑎3 = −1 3+1 32 + 1 = −1 4 10 = 10 • 𝑎4 = −1 4+1 42 + 1 = −1 5 17 = −17 • 𝑎5 = −1 5+1 52 + 1 = −1 6 26 = 26 2;−5; 10;−17; 26 Solución: 2. Escribe el enésimo término de cada sucesión: a. 1 2 ; 2 3 ; 3 4 ; 4 5 ; … 𝑎1 = 1 2 = 1 1 + 1 𝑎2 = 2 3 = 2 2 + 1 𝑎3 = 3 4 = 3 3 + 1 … 𝑎𝑛 = 𝑛 𝑛 + 1 b. 1 1 × 2 ; 1 2 × 3 ; 1 3 × 4 ; 1 4 × 5 ; … Solución: 𝑏1 = 1 1 × 2 = 1 1 × 1 + 1 𝑏2 = 1 2 × 3 = 1 2 × 2 + 1 𝑏3 = 1 3 × 4 = 1 3 × 3 + 1 … 𝑏𝑛 = 1 𝑛 × 𝑛 + 1 SERIES SERIES Una serie es la suma de los términos de una sucesión 𝑎1; 𝑎2; 𝑎3; … ; 𝑎𝑘 . Serie: 𝑘=1 𝑛 𝑎𝑘 𝑘: índice de la suma = 𝑎1 + 𝑎2 + 𝑎3 +⋯+ 𝑎𝑛−1 + 𝑎𝑛 𝑘=1 𝑛 𝑎𝑘 = 𝑎1 + 𝑎2 + 𝑎3 +⋯+ 𝑎𝑛−1 + 𝑎𝑛 𝑘=3 5 𝑘2 + 1 = 32 + 1 + 42 + 1 + 52 + 1 = 10 + 17 + 26 = 53 Ejemplo: Solución: 3. Escribe la siguiente suma de forma desarrollada. 𝑘=1 𝑛 𝑘 + 1 𝑘 𝑡1 = 1 + 1 1 = 2 𝑡2 = 2 + 1 2 = 3 2 𝑡3 = 3 + 1 3 = 4 3 … 𝑡𝑛 = 𝑛 + 1 𝑛 ∴ 𝑖=1 𝑛 𝑘 + 1 𝑘 = 2 + 3 2 + 4 3 + ⋯+ 𝑛 + 1 𝑛 SERIES 1. 𝑘=1 𝑛 𝑚. 𝑎𝑘 = 𝑚 ∙ 𝑘=1 𝑛 𝑎𝑘 𝑘=1 4 3𝑘 = 3 × 1 + 3 × 2 + 3 × 3 + 3 × 4 = 3 1 + 2 + 3 + 4 = 3 ∙ 𝑘=1 4 𝑘 Ejemplo: Donde 𝑚 es una variable cualquiera. Importante: SERIES Importante: 𝑘=1 𝑛 𝑏 = 𝑛𝑏 𝑘=1 5 3 = 3 + 3 + 3 + 3 + 3 = 3 × 5 = 15 Ejemplos: Donde 𝑏 es una variable cualquiera. 𝑘=1 𝑚 2 = 2 + 2 +⋯+ 2 + 2 = 2𝑚 𝑚 𝑣𝑒𝑐𝑒𝑠 5 𝑣𝑒𝑐𝑒𝑠 2. SERIES 3. 𝑘=1 𝑛 𝑎𝑘 + 𝑏𝑘 = 𝑘=1 𝑛 𝑎𝑘 + 𝑘=1 𝑛 𝑏𝑘 𝑘=1 6 𝑘2 + 𝑘 = 𝑘=1 6 𝑘2 + 𝑘=1 6 𝑘 Ejemplo: Importante: SERIES 1. Suma de los 𝒏 primeros números naturales positivos Sumatorias notables 𝑘=1 𝑛 𝑘 Ejemplo: = 𝑘=1 40 𝑘1 + 2 + 3 +⋯+ 39 + 40 = 40 × 41 2 = 1 + 2 + 3 +⋯+ 𝑛 = 𝑛 𝑛 + 1 2 = 820 SERIES 2. Suma de los 𝒏 primeros números pares positivos Sumatorias notables 𝑘=1 𝑛 2𝑘 Ejemplo: = 𝑘=1 20 2𝑘2 + 4 + 6 +⋯+ 38 + 40 = 20 × 21 = 2 + 4 + 6 +⋯+ 2𝑛 = 𝑛 𝑛 + 1 = 420 SERIES 3. Suma de los 𝒏 primeros números impares positivos Sumatorias notables 𝑘=1 𝑛 2𝑘 − 1 Ejemplo: = 𝑘=1 30 2𝑘 − 11 + 3 + 5 +⋯+ 57 + 59 = 302 = 1 + 3 + 5 +⋯+ 2𝑛 − 1 = 𝑛2 = 900 SERIES 4. Suma de los cuadrados de los 𝒏 primeros números naturales positivos Sumatorias notables 𝑘=1 𝑛 𝑘2 𝑘=1 10 𝑘2 = 12 + 22 + 32 +⋯+ 102 = 10 × 11 × 21 6 Ejemplo: = 12 + 22 + 32 +⋯+ 𝑛2 = 𝑛 𝑛 + 1 2𝑛 + 1 6 = 385 SERIES 5. Suma de los cubos de los 𝒏 primeros números naturales positivos Sumatorias notables 𝑘=1 𝑛 𝑘3 𝑘=1 15 𝑘3 = 13 + 23 + 33 +⋯+ 153 = 15 × 16 2 2 Ejemplo: = 13 + 23 + 33 +⋯+ 𝑛3 = 𝑛 𝑛 + 1 2 2 = 1202 = 14400 Solución: 4. Halla el valor de B ‒ A. A = 12 + 22 + 32 +⋯+ 122 • A = 12 + 22 + 32 +⋯+ 122= 𝑘=1 12 𝑘2 = 12 × 12 + 1 × 2 × 12 + 1 6 = 650 B = 13 + 23 + 33 + ⋯+ 113 𝑘=1 𝑛 𝑘2 = 𝑛 𝑛 + 1 2𝑛 + 1 6 = 12 × 13 × 25 6 • B = 13 + 23 + 33 +⋯+ 113= 𝑘=1 11 𝑘3 = 11 × 11 + 1 2 2 = 4356= 662 𝑘=1 𝑛 𝑘3 = 𝑛 𝑛 + 1 2 2 ∴ B − A = 3706 Solución: 5. Calcula el valor de la siguiente sumatoria: 𝑘=1 8 𝑘2 + 3𝑘 𝑘=1 𝑛 𝑎𝑘 + 𝑏𝑘 = 𝑘=1 𝑛 𝑎𝑘 + 𝑘=1 𝑛 𝑏𝑘 𝑘=1 8 𝑘2 + 3𝑘 = 𝑘=1 8 𝑘2 + 𝑘=1 8 3𝑘 𝑘=1 𝑛 𝑚. 𝑎𝑘 = 𝑚 ∙ 𝑘=1 𝑛 𝑎𝑘 = 𝑘=1 8 𝑘2 + 3 ∙ 𝑘=1 8 𝑘 𝑘=1 𝑛 𝑘 = 𝑛 𝑛 + 1 2 𝑘=1 𝑛 𝑘2 = 𝑛 𝑛 + 1 2𝑛 + 1 6 = 8 × 9 × 17 6 + 3 ∙ 8 × 9 2 = 12 × 17 + 3 × 36 = 204 + 108 = 312 PROGRESIONES PROGRESIONES Es una sucesión de números en la que la diferencia entre dos términos consecutivos es constante. Progresión aritmética Dada la progresión: 𝑡1; 𝑡2; 𝑡3; 𝑡4; … ; 𝑡𝑛−1; 𝑡𝑛 Se cumple: 𝑡2 − 𝑡1 = 𝑡3 − 𝑡2 +𝑟 +𝑟 +𝑟 +𝑟 = 𝑡4 − 𝑡3 = ⋯ = 𝑡𝑛 − 𝑡𝑛−1 = 𝒓 • Si 𝑟 > 0 → progresión creciente 𝑟: 𝑟𝑎𝑧ó𝑛 𝑎𝑟𝑖𝑡𝑚é𝑡𝑖𝑐𝑎 • Si 𝑟 < 0 → progresión decreciente PROGRESIONES Es una sucesión de números en la que la diferencia entre dos términos consecutivos es constante. Progresión aritmética Dada la progresión: 𝑡1; 𝑡2; 𝑡3; 𝑡4; … ; 𝑡𝑛−1; 𝑡𝑛 Se cumple: 𝑡2 = 𝑡1 + 𝑟 +𝑟 +𝑟 +𝑟 +𝑟 𝑟: 𝑟𝑎𝑧ó𝑛 𝑎𝑟𝑖𝑡𝑚é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑡3 = 𝑡1 + 2𝑟 … 𝑡𝑛 = 𝑡1 + 𝑛 − 1 𝑟 Término de lugar 𝑘: 𝑡𝑘 = 𝑡1 + 𝑘 − 1 𝑟 PROGRESIONES Es una sucesión de números en la que la diferencia entre dos términos consecutivos es constante. Progresión aritmética Dada la progresión: 𝑡1; 𝑡2; 𝑡3; 𝑡4; … ; 𝑡𝑛−1; 𝑡𝑛 Se cumple: 𝑡2 = 𝑡1 + 𝑟 +𝑟 +𝑟 +𝑟 +𝑟 𝑟: 𝑟𝑎𝑧ó𝑛 𝑎𝑟𝑖𝑡𝑚é𝑡𝑖𝑐𝑎 𝑡3 = 𝑡1 + 2𝑟 𝑠𝑛 = 𝑡1 + 𝑡𝑛 𝑛 2 Suma de los 𝑛 primeros términos: 𝑠𝑛 = 2𝑡1 + 𝑛 − 1 𝑟 𝑛 2 … 𝑡𝑛 = 𝑡1 + 𝑛 − 1 𝑟 Solución: 6. Debo pagar un departamento en 36 cuotas. La primera cuota es de $ 8000 y cada una de las siguientes es $ 200 menos que la anterior. ¿Cuánto dinero debo pagar en total? Cuotas: 8000; 7800; 7600; 7400;… ; t36 −200 −200 −200 … 𝑡1 = 8000 𝑟 = −200 𝑛 = 36 cuotas Pago total = 8000 + 7800 + 7600 + ⋯+ t36 𝑠𝑛 = 2𝑡1 + 𝑛 − 1 𝑟 𝑛 2 = 2 × 8000 + 35. −200 × 36 2 = 16 000 − 7000 × 18 = 9000 × 18 = $ 162 000 Solución: 7. Eva deposita cada mes cierta cantidad de dinero en el banco. Además, las cantidades que deposita cada mes forman una progresión aritmética. Finalmente, se sabe que depositó S/ 308 en el quinto mes y S/ 416 en el noveno mes. ¿Cuánto dinero tendrá acumulado Eva luego de nueve meses de ahorro? Depósitos: t1; t2; … ; t5 = 308;… ; t9 = 416 ; 𝑛 = 9 depósitos 𝑡5 = 𝑡1 + 4𝑟 𝑡𝑘 = 𝑡1 + 𝑘 − 1 𝑟 𝑡9 = 𝑡1 + 8𝑟 = 308 = 416 4𝑟 = 108 → 𝑡1 + 108 = 308 𝑡1 = 200 𝑠𝑛 = 𝑡1 + 𝑡𝑛 𝑛 2Ahorro total = 200 + t2 + t3 +⋯+ 416 = 200 + 416 × 9 2 = 616 × 9 2 = 𝑆/ 2772 PROGRESIONES Es una sucesión de números en la que el cociente entre dos términos consecutivos es constante. Progresión geométrica Dada la progresión: 𝑡1; 𝑡2; 𝑡3; 𝑡4; … ; 𝑡𝑛−1; 𝑡𝑛 Se cumple: 𝑡2 𝑡1 = 𝑡3 𝑡2 × 𝑞 × 𝑞 × 𝑞 × 𝑞 = 𝑡4 𝑡3 = ⋯ = 𝑡𝑛 𝑡𝑛−1 = 𝒒 𝑞: 𝑟𝑎𝑧ó𝑛 𝑔𝑒𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 • 128; 64; 32; 16;… Ejemplo: × 1 2 × 1 2 × 1 2 × 1 2 𝑞 = 1 2 razón geométrica PROGRESIONES Es una sucesión de números en la que el cociente entre dos términos consecutivos es constante. Progresión geométrica Dada la progresión: 𝑡1; 𝑡2; 𝑡3; 𝑡4; … ; 𝑡𝑛−1; 𝑡𝑛 𝑞: 𝑟𝑎𝑧ó𝑛 𝑔𝑒𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 Término de lugar 𝑘: 𝑡𝑘 = 𝑡1. 𝑞 𝑘−1 Se cumple: 𝑡2 = 𝑡1. 𝑞 𝑡3 = 𝑡1. 𝑞 2 … 𝑡𝑛 = 𝑡1. 𝑞 𝑛−1 × 𝑞 × 𝑞 × 𝑞 × 𝑞 PROGRESIONES Es una sucesión de números en la que el cociente entre dos términos consecutivos es constante. Progresión geométrica Dada la progresión: 𝑡1; 𝑡2; 𝑡3; 𝑡4; … ; 𝑡𝑛−1; 𝑡𝑛 𝑞: 𝑟𝑎𝑧ó𝑛 𝑔𝑒𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 Se cumple: 𝑡2 = 𝑡1. 𝑞 𝑡3 = 𝑡1. 𝑞 2 × 𝑞 × 𝑞 × 𝑞 × 𝑞 𝑆𝑛 = 𝑡1 𝑞𝑛 − 1 𝑞 − 1 Suma de los 𝑛 primeros términos: … 𝑡𝑛 = 𝑡1. 𝑞 𝑛−1 Solución: 8. Un padre ofrece a su hijo el siguiente sistema depropina: por el primer día de estudio constante recibirá S/ 3 y luego, cada nuevo día de estudio constante, recibirá el doble de lo que recibió el día anterior. ¿Cuánto debería recibir el hijo por 8 días de estudio constante? 3; 6; 12; 24;… ; 𝑡8 × 2 × 2 × 2 Propinas: × 2 𝑡1 = 3 𝑞 = 2 𝑛 = 8 días Recibe = 3 + 6 + 12 + 24 +⋯+ 𝑡8 𝑆𝑛 = 𝑡1 𝑞𝑛 − 1 𝑞 − 1 = 3 ∙ 28 − 1 2 − 1 = 3 ∙ 256 − 1 1 = 3 × 255 = S/ 765 PROGRESIONES Es una progresión geométrica que se compone de un número infinito de términos. Progresión geométrica infinita Dada la progresión: 𝑡1; 𝑡2; 𝑡3; 𝑡4; … Si − 1 < q < 1 × 𝑞 × 𝑞 × 𝑞 𝑞: 𝑟𝑎𝑧ó𝑛 𝑔𝑒𝑜𝑚é𝑡𝑟𝑖𝑐𝑎 𝑆∞ = 𝑡1 1 − 𝑞 Suma de los infinitos términos: Solución: 9. Calcula el valor de M. M = 2 3 + 1 3 + 1 6 + 1 12 + ⋯ M = 2 3 + 1 3 + 1 6 + 1 12 +⋯ × 1 2 × 1 2 × 1 2 × 1 2 𝑡1 = 2 3 𝑞 = 1 2 𝑆∞ = 𝑡1 1 − 𝑞 ∴ M = 2 3 1 − 1 2 = 2 3 1 2 = 2 × 2 1 × 3 = 4 3