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Cálculo II AULA 7 PROGRESSÃO ARITMÉTICA (PA) 1 Sumário Introdução .................................................................................................................................... 2 Objetivos ....................................................................................................................................... 2 1. Progressão Aritmética – P.A. .................................................................................................... 2 Exercícios ...................................................................................................................................... 6 Gabarito ........................................................................................................................................ 7 Resumo ......................................................................................................................................... 8 2 Introdução Anteriormente foi estudado sobre as diferentes operações que envolvem a matemática. Além disso foi apresentado o conceito de expressões algébricas, quanto a diferença entre as numéricas e algébricas, pois enquanto as expressões numéricas possuem apenas números as algébricas possuem números e letras ou apenas letras. Uma Progressão Aritmética (PA) representa uma sequência numérica. Neste contexto, cada termo, partindo do segundo, é obtido realizando-se a soma com o termo anterior e uma constante r, ou seja, a razão da (PA). As progressões aritméticas se dividem em finitas, quando apresentam um número determinado de termos e infinitas, quando são compostas por um número infinito de termos. Os termos da (PA) podem ser identificados pela posição que ocupam na sequência, neste caso utiliza-se uma letra e um índice, lembrando que a (PA) é um tipo de sequência. Nesta apostila, será abordado os conceitos de progressão aritmética (PA), que é uma forma de sequência numérica com uma relação pré-definida entre os seus elementos. Objetivos • Compreender os conceitos progressão aritmética; • Entender as razões presentes nas progressões aritméticas. 1. PROGRESSÃO ARITMÉTICA – PA Observe a sequência de números naturais pares (2, 4, 6, 8, ...), você consegue perceber uma relação entre os termos? Repare que, com exceção do primeiro termo, os outros equivalem ao anterior adicionado a um número fixo, que neste caso é o 2. Este é um típico tipo de sequência, que pode ser chamado de progressão aritmética. A (PA) é toda sequência numérica em que cada um de seus termos, partindo do segundo, é igual ao anterior somado a uma constante (r), que se denomina razão da progressão aritmética. 3 FIQUE ATENTO! EXEMPLO Uma sequência (a1, a2, a3, a4, a5, ... an, ...) é uma PA quando: 1 2 1 3 2 4 3 1 ... ... n n a a a r a a r a a r a a r− = + = + = + = + Em uma PA, subtraindo-se de cada termo o seu antecessor, obtemos a razão (r): 2 1 1 1 3 2 2 2 4 3 3 3 – – – – – – ... a a a r a r a a a r a r a a a r a r = + = = + = = + = A razão de uma determinada progressão aritmética pode ser obtida por meio da subtração de termos antecessores, ou seja, dois termos consecutivos. Quando se fala em adicionar um número, não necessariamente ocorre o aumento no valor, pois deve-se lembrar que existem números negativos, o que promove a diminuição dos números seguintes. Observe as sequências e determine a razão de cada uma: a) (2, 5, 8, 11, 14, ...), possui razão (3), perceba que os termos aumentam em 3; b) (10, 8, 6, 4, 2, 0, ...), possui razão (-2), perceba que os termos dessa sequência diminuem em 2. 4 PRATIQUE Vamos praticar mais um pouco? Temos mais três exemplos para que você: PRATIQUE Determine a razão da PA (18, 15, 12, 9)? Resolução: A razão da PA é a diferença entre um termo qualquer e seu antecessor. Lembra? Então basta calcular a diferença entre o 3º e o 2º termos: 12 – 15 3 r = = − Portanto, a razão dessa PA é - 3. Determine se a sequência (-2, 1, 4, 8) é uma PA. Resolução Lembre-se que a sequência é uma PA se, subtraindo de cada termo o seu antecessor, o resultado for constante. Então fazendo o teste: ( ) – – – − = = = 1 2 3 4 1 3 8 4 4 Se você perceber não há uma relação de razão que comprove que a sequência seja uma PA, portanto, a (-2, 1, 4, 8) não corresponde a uma PA. 5 PRATIQUE Sobre a classificação de uma PA: Classificação Razão Exemplo Crescente r > 0 (1, 5, 9, 13, 17, ...) r = 4 Decrescente r < 0 (7, 4, 1, -2, -5, ...) r = -3 Constante r = 0 (5, 5, 5, 5, 5, 5, ...) r = 0 Calcula-se uma fórmula para o termo geral de uma PA, conforme já vimos em uma PA: 2 1 3 2 4 3 1 ... ... n n a a r a a r a a r a a r− = + = + = + = + Assim, podemos escrever todos os termos de uma PA em função de (a1) e (r): ( ) 1 2 1 3 2 1 1 4 3 1 1 1 2 2 3 ... – 1 ... n a a a r a a r a r r a r a a r a r r a r a a n r = + = + = + + = + = + = + + = + = + Determine x na PA (x, 4, 7). Resolução Sabe-se que a razão d e uma PA é a diferença entre um termo qualquer e seu antecessor. Desta forma: 2 1 3 2– – 4 – 7 – 4 7 – 4 3 a a a a x = = = Portanto, x = 3. 6 Portanto, o termo geral da PA será dado pela fórmula: an = a1 + (n – 1)r , n € N* a1 = primeiro termo an = enésimo termo r = razão n = número de termos EXEMPLO Exercícios 1. (Autora, 2019) Encontre seis meios aritméticos entre (- 8 e 13). 2. (ENEM, 2011) O número mensal de passagens de uma determinada empresa aérea aumentou no ano passado nas seguintes condições: em janeiro foram vendidas 33.000 passagens; em fevereiro, 34.500; em março, 36.000. Esse padrão de crescimento se mantém para os meses subsequentes. Quantas passagens foram vendidas por essa empresa em julho do ano passado? a) 38.000 Determine o termo geral da PA (-19, -15, -11, ...) Sabe-se que ( 1 19a = − ), então: ( ) 15 – 19 4 r r = − − = Por meio da razão, pode-se obter o termo geral da sequência: ( ) ( ) 1 – 1 19 – 1 4 19 4 – 4 4 – 23 n n n n a a n r a n a n a n = + = − + = − + = Assim, o termo geral da PA (-19, -15, -11, ...) será: an = 4n – 23 7 b) 40.500 c) 41.000 d) 42.000 e) 48.000 3. (Autora, 2019) Considerando que em uma PA o 2º termo é o número 9 e o 11º termo é o número 45, escreva essa PA completa. Gabarito 1. De acordo com o enunciado tem-se que: 1 8a = − ; 13na = ; 8n = e ?r = ( ) ( ) 1 – 1 13 8 8 1 13 8 7 21 7 3 na a n r r r r r = + = − + − + = = = Partindo do valor encontrado para a razão,pode-se obter a sequência. (-8, -5, -2, 1, 4, 7, 10, 13). 2. Considera-se que as quantidades de passagens vendidas sejam os elementos da sequência, portanto, pode-se escrever: 1 2 3 33000 34500 36000 janeiro a fevereiro a março a = = = = = = Para encontrar a razão da progressão aritmética basta fazer a diferença entre dois termos subsequentes: 12 34500 33000 1500a a− = − = Sabe-se que julho é o mês 7 do ano, portanto, para encontrar quantas passagens foram vendidas em julho, deve-se encontrar o valor de a7 . ( ) ( )7 7 7 1 1 1 . 7, 1500 7 1 .15 33000 6.1500 4200 00 0 na a a a a a n r n r = + = = + = − = = + − 8 Portanto, foram vendidas 42.000 passagens em julho e a alternativa correta é a letra d. 3. Escrevendo estes termos em função de (a1 ) e (r): 2 1 11 1 9 9 45 10 45 a a r a a r = + = = + = Agora monte um sistema de equações: ( )1 1 9 1 10 45 a r x a r + = − + = 1 1 9 10 45 a r a r − − = − + = 1 1 1 9 36 4 9 4 9 5 r r a r a a = = + = + = = Portanto, a PA é (5, 9, 13, 17, ...). Resumo Nesta apostila foi estudado sobre a progressão aritmética (P.A.), que é uma sequência de números que diferem entre si por uma diferença comum. Neste tipo de sequência, cada novo termo, após o primeiro (a1), é obtido adicionando uma constante (r) ao termo anterior, da seguinte maneira: ( )1 2 1 3 2 1, , , n na a a r a a r a a r−= + = + = + Pode-se encontrar a diferença comum de um (P.A.), ao realizar diferença entre quaisquer dois termos adjacentes, pois a sequência de uma (P.A.) apresenta a mesma diferença entre cada dois termos consecutivos. Desta forma, a partir do segundo elemento, os números formados serão devido a da constante com o valor do elemento anterior e pode-se obter um termo geral, que pode ser dado por: ( )1 – 1na a n r= + 9 Referências bibliográficas GIOVANNI, J. R. Matemática 2: progressões, matrizes, análise combinatória, geometria. São Paulo: FTD, 1992. RUDIN, W. Princípios de Análise Matemática. Ed. Ao Livro Técnico S.A., 1971. STEWART, J. Cálculo, volume II. 4ª. Ed. São Paulo: Pioneira Thomson Learning, 2006.