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Introdução • Observe a seguinte sequência de figuras: 25 19 13 1 7 É possível obter uma expressão que permita descobrir o número de cubos de qualquer figura dessa sequência? Figura (n) Nº de cubos 1 1 + 6 x 0 = 1 2 1 + 6 1 = 7 3 1 + 6 2 = 13 4 1 + 6 3 = 19 5 1 + 6 4 = 25 6 1 + 6 5 = 31 … ... n 1 + 6 (n - 1) Obtemos a expressão: 1 + 6 (n - 1) = 6n - 5 que define a lei de formação dos cubos da figura Sequência representada por figuras 1 3 6 10 15 A sequência dos números (1, 3, 6, 10, 15, ...) é chamada de sequência dos números triangulares Você é capaz de identificar o 6° e o 8º número triangular dessa sequência? 6° termo = 21 8° termo = 36 Qual a fórmula do termo geral dessa sequência? Sequência representada por figuras • Observe as figuras abaixo 1ª 2ª 3ª 4ª Essa sequência de figuras pode ser representada pela sequencia numérica: (1, 4, 9,16, ....) an = (n + 1)n 2 Quantos quadradinhos deverá ter a figura do 6° e do 8° termo da figura? No 6° = 36 e No 8° = 64 Qual a lei que representa essa sequencia de figuras? Sequência na era do computador • As sequências de imagens que vocês observarão, são definidas por regras muito simples. Quando calculadas e desenhadas por computador, o an = n 2 processo pode continuar indefinidamente, obtendo figuras belíssimas. Medalha Fields Oficialmente conhecida como Medalha Internacional de Descobrimentos Proeminentes em Matemática, é um prêmio concedido a matemáticos com não mais de 40 anos de idade durante cada Congresso Internacional da União Internacional de Matemática (IMU), que acontece a cada quatro anos. O prêmio é a maior honraria que um matemático pode receber. A Medalha Fields e o Prêmio Abel é o "Prêmio Nobel dos matemáticos" (mas são diferentes quanto à restrição de idade, pois a Medalha Fields é um prêmio concedido somente a jovens matemáticos de até 40 anos de idade, enquanto o Prêmio Abel leva em conta o conjunto da obra do matemático). DEFINIÇÃO DE SEQUÊNCIA É um conjunto ordenado de maneiras que cada elemento fica naturalmente ordenado. Exemplos: Sequência dos números de casas numa rua; Sequência das operações numa linha de montagem; Sequência do crescimento dos galhos de diversas espécies de plantas. Notação: Representação • Para se representar uma sequência, colocam-se os membros entre parênteses, separados por vírgulas (quando há números decimais na sequência, usa-se o ponto-e-vírgula). O primeiro termo é indicado por a1, o segundo por a2, o terceiro por a3, e assim por diante, o último termo da sequencia é indicado por an (a1, a2, a3, a4, ..., an) • Para indicar a sequência escreve-se (an): n an Ordem Termo da sequência ➢ Quando uma sequência pode ser definida por uma expressão na variável n, essa expressão que gera a sequência chama-se termo geral da sucessão. No exemplo da lei que forma os cubos temos: an = 6n - 5 Sequências definidas por recorrência • Quando são dados alguns dos primeiros termos, e os seguintes são obtidos através dos termos anteriores. Exemplo: Sucessão de Fibonacci (1, 2, 3, 5, 8, 13, ...) a1 1 a2 1 a3 an-1 an-2 n 2 Problema dos coelhos: Um casal de coelhos adultos só começa a procriar dois meses depois do seu nascimento. Admitindo que em cada criação têm um casal de filhos, e, a partir desse momento todos os meses mais um casal, quantos coelhos haverá ao fim de um oito meses, e de um ano? Quantos casais de coelhos serão gerados em 8 meses, e em um ano, começando com um único casal jovem Observe a sequência de casais de coelhos em cada mês (1, 1, 2, 3, 5,.....) 1 ° mês 2 ° mês 3 ° mês 4 ° mês 5 ° mês Sequência crescente • Analisando novamente o gráfico da sucessão an = 6n - 5: Os termos vão assumindo valores cada vez maiores, com o aumento da ordem n: Cada termo an+1 é superior ao anterior an, ou seja, an+1 > an , n • Consideremos a sequência de figuras seguinte: ( a n ) é CRESCENTE n a n 1 2 3 4 5 6 7 8 ... Os números representam as medidas das áreas dos quadrados Esta sequência é DECRESCENTE Sucessões limitadas • Exemplo: Losangos e retângulos (4 , 1, 1/4, 1/16, 1/64, ...) • Cada figura, exceto a primeira, se obtém unindo os pontos médios dos lados da figura anterior. • Cada figura tem metade da área da anterior. Na sequência das áreas a1, a2 , a3 , ... se tem: an 1 an , n • Sabendo a área da primeira figura (a1), podemos saber qualquer termo da sequência. Seja, por exemplo, a1 = 12 cm2, temos então, em cm2: a2 = 6, a3 = 3, a4 = 1,5, a5 = 0,75 , ... 0 < an 12 , n A sequência (an) diz-se LIMITADA. PROGRESSÃO ARITMÉTICA (PA) Progressões • Exemplo: O treino do André O André todas as manhãs faz ginástica. Um dos exercícios é a corrida. Durante a primeira semana ele corre 500 m, e resolveu aumentar 50 metros todas as semanas. Qual a distância que André percorrerá na 7ª semana? E na 20ª? a1= 500, a2 = 500 + 50 = 550, a3 = 550 + 50 = 600, ... Designando por n o número de semanas e por an a distancia percorrida temos: (500, 550, 600, 650, ...) a1 50 0 an an 1 50 , n > 1 an+1 - an = 50 , n A diferença entre cada termo e o anterior é constante e igual a 50. Diz-se que (an) é uma PROGRESSÃO ARITMÉTICA. • De um modo geral: A sequência (an) é uma progressão aritmética se an+1 - an = r , n , sendo r a razão da progressão aritmética. Progressão aritmética (PA) Definição Consideremos a sequência (500, 550, 600, 650, 700, 750,...). Observamos que, a partir do segundo termo, a diferença entre qualquer termo e seu antecessor é sempre a mesma: 550 - 500 = 600 - 550 = 650 - 600 = 700 - 650 = 750 - 700 = 50 Sequências como esta são denominadas progressões aritméticas (PA). A diferença constante é chamada de razão da progressão e costuma ser representada por r. Na PA dada temos r = 50. Podemos, então, dizer que: Progressão aritmética é a sequência numérica onde, a partir do primeiro termo, todos são obtidos somando uma constante chamada razão. São exemplos de PA: (5, 10, 15, 20, 25, 30) é uma PA de razão r = 5 (12, 9, 6, 3, 0, -3) é uma PA de razão r = -3 (2, 2, 2, 2, 2,...) é uma PA de razão r = 0 Notação PA (a1, a2, a3, a4, ...., an) Onde: • a1= primeiro termo • r = razão • n = número de termos (se for uma PA finita ) • an = último termo, termo geral ou n-ésimo termo Exemplo: PA (5, 9, 13, 17, 21, 25) a1 = 5 r = 4 n = 6 an = a6 = 25 Fórmula doTermo Geral • Uma PA de razão r pode ser escrita assim: • PA (a1, a2, a3, a4, ..., an -1, an) • Aplicando a definição de PA, podemos escrevê-la de uma outra forma: • PA (a1, a2, a3, a4, ..., an -1 ,an) • PA (a1, a1 + r, a1 + 2r, a1 + 3r, a1 + 4r, ..., a1 + (n - 1)r) Portanto, o termo geral será: an = a1 + (n - 1)r, para n N* Soma dos Termos de uma PA finita • Consideremos a sequência (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20). • Trata-se de uma PA de razão 2. Suponhamos que se queira calcular a soma dos termos dessa sequência, isto é, a soma dos 10 termos da PA (2, 4, 6, 8, ..., 18, 20). • Poderíamos obter esta soma manualmente, ou seja, 2 + 4 + 6 + 8 + 10 + 12 + 14 + 16 + 18 + 20 = 110. Soma de termos da PA • Mas se tivéssemos de somar 100, 200, 500 ou 1000 termos? • Manualmente seriamuito demorado. Por isso precisamos de um modo mais prático para somarmos os termos de uma PA. Na PA (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20) observe que: Para calcular a soma dos n termos de uma PA somamos o primeiro com o último termo e esta soma irá se repetir n/2 vezes. Assim podemos escrever: Termo geral de uma PA de razão r an = a1 + (n - 1).r , n Soma dos n primeiros termos de uma PA a 2 1 n a a S n n S 1 an .n , n n 2 JOGANDO COM A PA Objetivos: estruturar sequências na forma de uma PA, onde exista: - uma razão (r) - um 1º termo (a1) - o número de termos (n) - o último termo da sequência (an). O número de termos será fixo em todos os jogos, pois equivale ao número de cartas, seis. Diante disso, para a confecção do jogo será utilizado: tesoura; régua; lápis; pincel atômico ou caneta; papel cartão ou cartolina da cor desejada. O número de participantes do jogo pode variar entre 3 a 5, a critério do professor e da disponibilidade da sala. Seguiremos os seguintes passos para a confecção do material a ser utilizado durante o jogo: • Primeiro passo: Riscamos no papel cartão ou cartolina retângulos 6 cm x 8 cm, que serão as cartas. • Segundo passo: Enumeramos as cartas de 1 a 30, duas vezes, totalizando 60 cartas. • Terceiro passo: Recortamos os retângulos. • Quarto passo: Depois de pronto, embaralhamos e iniciamos o jogo. • O desenvolvimento do jogo “Jogando com a PA” acontece da seguinte forma: • Um dos jogadores distribui seis cartas a cada participante, uma a uma. • De acordo com as cartas em mãos, cada jogador raciocina de maneira lógica, e define qual será a razão de sua sequência. Essa razão deve variar de dois a cinco, impreterivelmente. Essa razão pode ser modificada de acordo com a estratégia do jogador e o andamento do jogo. A razão escolhida deve ser mantida sobre sigilo. • O jogador à direita de quem distribuiu as cartas, pega uma carta e descarta outra que não é compatível à sua sequência. • As cartas descartadas só podem ser adquiridas pelo jogador à direita do descartante. • Esse movimento continua até o final do jogo, em sentido antihorário. • O jogador que errar a sequência ou os termos da PA sai do jogo e os outros participantes continuam. • Caso as cartas acabem sem nenhum dos participantes ter completado sua sequência, todas as cartas que foram descartadas serão embaralhadas e adquiridas novamente até uma sequência ser completada. • Será considerado vencedor do jogo, quem completar primeiro sua sequência, com a razão escolhida, e falar aos outros participantes qual é a razão, e os termos, a1, an e n. LISTA DE EXERCÍCIOS 1. Dada a PA (-19, -15, -11, ...), calcule o seu enésimo termo. 2. Encontre o valor de x para que a sequência (2x, x + 1, 3x) seja uma PA. Escreva a PA e dê o valor da razão. 3. A soma dos n primeiros números pares positivos é 132. Quantos termos tem a PA? 4. Qual a soma dos termos da PA (-16, ___, -12, ___, ..., 84)? 5. Os ângulos internos de um pentágono convexo estão em PA. Determine o termo do meio dessa sequência. 6. Qual é o vigésimo termo da PA (2, 8, ...)? 7. Quando inserimos 10 meios aritméticos entre 2 e 79, qual a razão da PA obtida? 8. Três números estão em PA; o produto deles é 66 e a soma é 18. Calcule os três números, e escreva as PA. 9. No primeiro semestre de um dado ano, a produção mensal de uma montadora está em PA crescente. Em janeiro, a produção foi de 18.000 carros, e em junho, de 78.000 carros. Qual foi a produção dessa montadora nos meses de fevereiro, março, abril e maio? n = 6 meses (j, f, m, a, m, j) an = 78000; a1 = 18000; r = ? an = a1 + (n - 1)r 78000 = 18000 + (6 - 1)r r = 12000 Só fazer a soma para achar a produção mensal (18000, 30000, 42000, 54000, 66000, 78000) 10. O jardim de uma praça pública possui 60 roseiras plantadas ao lado de um caminho reto e separadas a uma distância de um metro uma da outra. Para regá-las, o jardineiro enche um regador em uma torneira que também está ao lado do caminho e a 15 metros antes da primeira roseira. A cada viagem, ele rega três roseiras. Começando e terminando na torneira, qual a distância total que ele terá de caminhar até regar todas as roseiras? 15 m 1 m 2 m 3 m 4 m 5 m 6 m ___________1___2_____3_____4______5_____6________ 1° viagem: 15 + 2*2 = 34 m 2° viagem: 15 + 5*2 = 40 m 3° viagem: 15 + 8*2 = 46 m A cada três rosas: a1 = 34 e r = 6 an = a1 + (n - 1).r a20 = 34 + (20 - 1) . 6 = 148 m Sn = (a1 + an)n / 2 = (34 + 148).20 / 2 = 182.20 / 2 = 1820 m ENEM Em um trabalho escolar, João foi convidado a calcular as áreas de vários quadrados diferentes, dispostos em sequência, da esquerda para a direita, como mostra a figura. Lado do quadrado = n Lado anterior será = n - 1 Logo, a área: A = n² – (n - 1)² A = n² – (n² – 2n + 1) A = 2n - 1 O primeiro quadrado da sequência tem lado medindo 1 cm, o segundo quadrado tem lado medindo 2 cm, o terceiro quadrado tem lado medindo 3 cm e assim por diante. O objetivo do trabalho é identificar em quanto a área de cada quadrado da sequência excede a área do quadrado anterior. A área do quadrado que ocupa a posição n, na sequência, foi representada por An. Para n ≥ 2, o valor da diferença an - an-1, em centímetro quadrado, é igual a a) 2n – 1 b) 2n + 1 c) - 2n + 1 d) (n - 1)2 e) n2 - 1 ENEM Com o objetivo de trabalhar a concentração e a sincronia de movimentos dos alunos de uma de suas turmas, um professor de educação física dividiu essa turma em três grupos (A, B e C) e estipulou a seguinte atividade: os alunos do grupo A deveriam bater palmas a cada 2 s, os alunos do grupo B deveriam bater palmas a cada 3 s e os alunos do grupo C deveriam bater palmas a cada 4 s. O professor zerou o cronômetro e os três grupos começaram a bater palmas quando ele registrou 1 s. Os movimentos prosseguiram até o cronômetro registrar 60 s. Um estagiário anotou no papel a sequência formada pelos instantes em que os três grupos bateram palmas simultaneamente. Qual é o termo geral da sequência anotada? a) 12 n, com n um número natural, tal que 1 ≤ n ≤ 5 b) 24 n, com n um número natural, tal que 1 ≤ n ≤ 2 c) 12 (n - 1), com n um número natural, tal que 1 ≤ n ≤ 6 . d) 12 (n - 1) + 1, com n um número natural, tal que 1 ≤ n ≤ 5. e) 24 (n - 1) + 1, com n um número natural, tal que 1 ≤ n ≤ 3. Intervalo entre as palmas simultâneas: mmc (2, 3, 4) = 12 As palmas iniciaram em 1 segundo com intervalo de repetição de 12 segundos => PA (1, 13, 25, 37, 49) Apenas com n entre 1 e 5, pois com n = 6 passaria de 60 s. A lei de formação da PA: an = 1 + (n - 1).12 ENEM O padrão internacional ISO 216 define os tamanhos de papel utilizados em quase todos os países. O formato-base é uma folha retangular de papel chamada de A0, cujas dimensões estão na razão 1:√2. A partir de então, dobra-se a folha ao meio, sempre no lado maior, definindo os demais formatos, conforme o número da dobradura. Por exemplo, A1 é a folha A0 dobrada ao meio uma vez, A2 é a folha A0 dobrada ao meio duas vezes, e assim sucessivamente, conforme figura. Um tamanho de papel bastante comum em escritórios brasileiros é o A4, cujas dimensões são 21,0 cm por 29,7 cm. Quais são as dimensões, em centímetros, da folha A0? a) 21,0 x 118,8 b) 84,0 x 29,7 c) 84,0 x 118,8 d) 168,0 x 237,6 e) 336,0 x 475,2 Percebemos que a cada tipo de folha, dobra-se o maior comprimento ao meio, deixando a largura de mesmo tamanho. Então, para voltarmos um tipo de folha, basta dobrar o menor comprimento e não mexer na largura. a4 = 21 x 29,7 a3 = 29, 7 x 42 a2 = 42 x 59,4 a1 = 59,4 x 84 a0 = 84 x 118,8. ENEM Um ciclista participará de uma competição e treinará alguns dias da seguinte maneira: no primeiro dia,pedalará 60 km; no segundo dia, a mesma distância do primeiro mais r km; no terceiro dia, a mesma distância do segundo mais r km; e, assim, sucessivamente, sempre pedalando a mesma distância do dia anterior mais r km. No último dia, ele deverá percorrer 180 km, completando o treinamento com um total de 1 560 km. A distância r que o ciclista deverá pedalar a mais a cada dia, em km, é a) 3. b) 7. c) 10. d) 13. e) 20. ENEM Para um principiante em corrida, foi estipulado o seguinte plano de treinamento diário: correr 300 metros no primeiro dia e aumentar 200 metros por dia, a partir do segundo. Para contabilizar seu rendimento, ele utilizará um chip, preso ao seu tênis, para medir a distância percorrida nos treinos. Considere que esse chip armazene, em sua memória, no máximo 9,5 km de corrida/caminhada, devendo ser colocado no momento do início do treino e descartado após esgotar o espaço para reserva de dados. Se esse atleta utilizar o chip desde o primeiro dia de treinamento, por quantos dias consecutivos esse chip poderá armazenar a quilometragem desse plano de treino diário? a) 7 b) 8 c) 9 d) 12 e) 13 ENEM As projeções para a produção de arroz no período de 2012 - 2021, em uma determinada região produtora, apontam para uma perspectiva de crescimento constante da produção anual. O quadro apresenta a quantidade de arroz, em toneladas, que será produzida nos primeiros anos desse período, de acordo com essa projeção. A quantidade total de arroz, em toneladas, que deverá ser produzida no período de 2012 a 2021 será de a) 497,25. PA (50,25; 51,50; 52,75; 54,00) S₁₀= (50,25 + 61,50).5 b) 500,85. a1= 50,25 S₁₀= (111,75).5 c) 502,87. r = 51,50 – 50,25 = 1,25 S₁₀= 558,75 toneladas d) 558,75. Em 2021 teremos: e) 563,25. a10 = 50,25 + (10 - 1).1,25 = 61,50 ENEM O ciclo de atividade magnética do Sol tem um período de 11 anos. O início do primeiro ciclo registrado se deu no começo de 1755 e se estendeu até o final de 1765. Desde então, todos os ciclos de atividade magnética do Sol têm sido registrados. No ano de 2101, o Sol estará no ciclo de atividade magnética de número (1755, 1766, 1777, …) a) 32. a1 = 1755 b) 34. r = 11 c) 33. O ciclo de atividade magnética do sol, estará no ano de 2101, ENEM d) 35. assim devemos calcular o n: a e) 31. 2101 =n = a1 1755 + (n + (n – 1) . r– 1) . 11 2101 = 1755 + 11n – 11 11n = 357 n = 32,45 Isso significa que o ano de 2101 está compreendido no 32º ciclo. Um jovem lança uma bola de borracha para observar sua trajetória e altura h (em metros) atingida ao longo de um certo intervalo de tempo t (em segundos). Nesse intervalo, a bola quica no chão algumas vezes, perdendo altura progressivamente. Parte de sua trajetória está descrita na figura a seguir. Em suas observações, quantas vezes o jovem pôde constatar que a bola atingiu a marca de 35 metros? a) Nenhuma. A bola atingiu 35 m em quatro pontos mostrados pela b) Uma vez. interseção de sua trajetória com a reta h = 35. c) Duas vezes. No ponto assinalado como dúvida, o jovem não pode afirmar d) Quatro vezes. com certeza que a bola atingiu 35 m. e) Cinco vezes. ENEM Atualmente existem muitos aplicativos de fazendas virtuais que, apesar de críticas, possuem uma enorme quantidade de usuários. Embora apresentem algumas diferenças de funcionamento, as fazendas virtuais possuem a mesma concepção: cada vez que o usuário cuida de sua fazenda ou da de seus amigos, ganha pontos, e, quanto mais pontos acumula, maior é seu nível de experiência. Em um aplicativo de fazenda virtual, o usuário precisa de 1 000 pontos para atingir o nível 1. Acumulando mais 1 200 pontos, atinge o nível 2; acumulando mais 1 400 pontos, atinge o nível 3 e assim por diante, sempre com esse padrão. Um usuário que está no nível 15 de experiência acumulou a) 3 800 pontos. an = a1 + (n - 1)*r Sn = ((a1 + an)*n) / 2 b) 15 200 pontos. an = 1000 + (15 - 1)*200 Sn = ((1000 + 3800)*15) / 2 c) d) 3235 200000 pontospontos.. an = 1000 + 2800 Sn = 36000 pontos e) 36 000 pontos. an = 3800 Nos últimos anos, a corrida de rua cresce no Brasil. Nunca se falou tanto no assunto como hoje, e a quantidade de adeptos aumenta progressivamente, afinal, correr traz inúmeros benefícios para a saúde física e mental, além de ser um esporte que não exige um alto investimento financeiro. Um corredor estipulou um plano de treinamento diário, correndo 3 quilômetros no primeiro dia e aumentando 500 metros por dia, a partir do segundo. Contudo, seu médico cardiologista autorizou essa atividade até que o corredor atingisse, no máximo, 10 km de corrida em um mesmo dia de treino. ENEM Se o atleta cumprir a recomendação médica e praticar o treinamento estipulado corretamente em dias consecutivos, pode-se afirmar que esse planejamento de treino só poderá ser executado em, exatamente, a) 12 dias. b) 13 dias. c) 14 dias. d) 15 dias. e) 16 dias. an = a1 + (n – 1) . R 10000 = 3000 + (n - 1)500 10000 - 3000 = 500 n – 500 7000 + 500 = 500 n 500 n = 7500 n = 15 ENEM O trabalho em empresas de festas exige dos profissionais conhecimentos de diferentes áreas. Na semana passada, todos os funcionários de uma dessas empresas estavam envolvidos na tarefa de determinar a quantidade de estrelas que seriam utilizadas na confecção de um painel de Natal. Um dos funcionários apresentou um esboço das primeiras cinco linhas do painel, que terá, no total, 150 linhas. Após avaliar o esboço, cada um dos funcionários esboçou sua resposta: FUNCIONÁRIO I: aproximadamente 200 estrelas. FUNCIONÁRIO II: aproximadamente 6 000 estrelas. FUNCIONÁRIO III: aproximadamente 12 000 estrelas. FUNCIONÁRIO IV: aproximadamente 22 500 estrelas. FUNCIONÁRIO V: aproximadamente 22 800 estrelas. Qual funcionário apresentou um resultado mais próximo da quantidade de estrelas necessária? a) I b) II c) III d) IV e) V ENEM Ronaldo é um garoto que adora brincar com números. Numa dessas brincadeiras, empilhou caixas numeradas de acordo com a sequência conforme mostrada no esquema a seguir. Ele percebeu que a soma dos números em cada linha tinha uma propriedade e que, por meio dessa propriedade, era possível prever a soma de qualquer linha posterior às já construídas. A partir dessa propriedade, qual será a soma da 9ª linha da sequência de caixas empilhadas por Ronaldo? a) 9 b) 45 c) 64 d) 81 e) 285
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