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ESCOLA ESTADUAL PROF.ª MARIA HELENA CORDEIRO PEDRA BRANCA DO AMAPARÍ-AP DISCIPLINA: MATEMÁTICA TURMAS: 2ºEJA /06/2021 PROFESSOR: Renato Jr S. de Queiroz ALUNO(A):________________________________TURMA:__ 1. REPRESENTAÇÃO DE UMA SEQUÊNCIA NUMÉRICA Progressão aritmética (PA ) 1. Definição: Progressão aritmética é a sequência numérica onde, a partir do primeiro termo, todos são obtidos somando uma constante chamada razão. Consideremos a sequência (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16). Observamos que, a partir do segundo termo, a diferença entre qualquer termo e seu antecessor é sempre a mesma: 4 – 2 = 6 – 4 = 10 – 8 = 14 – 12 = 16 – 14 = 2 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 = 2. 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 2. 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 3. Classificação Quanto a razão: • (5, 10, 15, 20, 25, 30) é uma PA de razão r = 5. Toda PA de razão positiva (r > 0 ) é crescente. • (12, 9, 6, 3, 0, -3) é uma PA de razão r = -3 Toda PA de razão negativa (r < 0) é decrescente. • (2, 2, 2, 2, 2,...) é uma PA de razão r = 0 Toda PA de razão nula (r = 0 ) é constante ou estacionária. Quanto ao número de termos: • (5, 15, 25, 35, 45, 55) é uma PA de 6 termos e razão r = 10. Toda PA de n° de termos finito é limitada. • (12, 10, 8, 6, 4, 2,...) é uma PA de infinitos termos e razão r = -2, Toda PA de n° de termos infinito é ilimitada. 4. Termo 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 Exemplo 01 - Determine o quarto termo da PA (3, 9, 15,...). Resolução: 𝑎1= 3, 𝑎2= 9 r = 𝑎2 - 𝑎1 = 9 – 3 = 6 n = 4 (quarto termo que se quer encontrar) 𝑎4 = 𝑎1 + (n-1) ∙ r 𝑎4 = 3 + (4-1) ∙ 6 𝑎4 = 3 + (3) ∙ 6 *N 2 𝑎4 = 3 + 18 𝑎4 = 21 ATIVIDADE AVALIATIVA 01 QUESTÃO 01- Identifique a razão das sequências: a) (1, 2, 3, 4, ...) b) (0,3,6,9,12,...) c) (10,8,6,4,2,...) d) (-4,-4,-4,-4,...) e) (1, 7,...) QUESTÃO 02 - Identifique cada PA abaixo como crescente, decrescente ou constante: a) (20, 40, 60, ...) b) (3, –9, –21, –30, ...) c) (–1, –2, –3, –4, ...) d) (–4, –3, –2, –1, ...) e) (2, 2, 2, ...) f) (0,1; 0,2; 0,3; ...) g) (0,0,0,0, ...) QUESTÃO 03 – Calcule o termo Geral an = a1 + (n-1). r: a) o 5º termo da PA (1, 5, 9,...) b) o 20º termo da PA (2, 8, ...) c) o 50º termo da PA (7,7,7,7,...) QUESTÃO 04 - Em janeiro de certo ano, João estava ganhando R$ 70,00 por mês. Seu patrão prometeu aumentar seu salário em R$ 4,00 todos os meses. Quanto João estará ganhando em dezembro do ano seguinte: QUESTÃO 05 - Uma caixa d´água de 1.000 litros está completamente cheia e vaza 7 litros por hora. a) Complete alguns termos da progressão sugerida abaixo: caixa cheia _ a1 = 1.000 litros 1 hora depois _ a2 = 993 litros 2 horas depois _ a3 = ............................. 3 horas depois _ a4 = ............................. 4 horas depois _ a5 = ............................. Quantos litros terá a caixa 24 horas depois do instante em que estava Cheia: 2. SOMA DOS TERMOS DE UMA P.A FINITA O primeiro a somar termos Gauss, matemático alemão, foi o primeiro a somar os termos de uma PA sem precisar somar todos os termos um por um. Quando criança, sua turma na escola sofreu um castigo do professor: eles deveriam somar todos os números de 1 a 100. Gauss foi o primeiro a terminar, em tempo recorde, e o único a acertar o resultado: 5050. A explicação para isso está no fato de Gauss ter percebido que a soma do primeiro número com o último tinha 101 como resultado e que o mesmo acontecia para o segundo e penúltimo, terceiro e antepenúltimo e assim por diante. Não passou muito tempo para ele calcular que, ao final, teria 50 resultados iguais a 101 e que a soma exigida pelo professor era igual ao produto 50 por 100. A partir daí surgiu a expressão: no qual, 𝑆𝑛 – é a soma dos n termos; 𝑎1 – é o primeiro termo; 𝑎𝑛– é o último termo; n – é a quantidade de termos. Exemplo 01: Na tabela abaixo, vemos representada a produção anual de certo produto de uma empresa: ANO PRODUÇÃO 2010 10.000 2011 12.000 2012 14.000 2013 16.000 2014 18.000 Quantas unidades desse produto a empresa produziu de 2010 a 2014: 𝑆𝑛 = (𝑎1 + 𝑎𝑛) . 𝑛 2 𝑆5 − 𝑠𝑜𝑚𝑎 5 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜𝑠 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠; 𝑎1 =10.000 𝑎5= 18.000; n =5 Jogando fórmula: 𝑆5=(𝑎1+𝑎5) .5 2 = (10.000+18.000) . 5 2 = (28.000) . 5 2 = = 140.000 2 = 70.000 Então a soma da produção 2010 à 2014 é 70.000 3 Exemplo 02: Determine a soma dos termos da seguinte PA: (2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40). Para usar a fórmula dada, observe que: 𝑆20 − 𝑠𝑜𝑚𝑎 20 𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑖𝑟𝑜𝑠 𝑡𝑒𝑟𝑚𝑜𝑠; 𝑎1 =2 𝑎20= 40; n =20 Então soma dos temos da P.A é 420. SOMA DOS TERMOS DE UMA P.A INFINITA • Na soma dos termos de uma P.A infinita. Primeiramente encontramos o 𝑎𝑛 (o último termo da P.A) utilizando fórmula do termo geral. an = a1 + (n-1) . r • Em seguida Aplicamos a fórmula da soma termos de uma P.A Exemplo 03: Determine a soma dos 50 primeiros termos da PA a seguir: (5, 10, 15, …). Note que essa PA é infinita, isso é evidenciado pelas reticências. O primeiro termo é 5, assim como a razão da PA, pois 10 – 5 = 5. Como queremos descobrir a soma dos 50 primeiros termos, o 50º termo será representado por a50. Para descobrir seu valor, podemos usar a fórmula do termo geral da PA: an = a1 + (n-1) . r a50: Ultimo termo a1 =5 n=50 r=5 a50 = 5 + (50-1) . 5 a50= 5+(49).5= a50 =5+245= a50 =250 Sabendo que o 50º termo é 250, podemos usar a fórmula da soma dos termos para obter a soma dos 50 primeiros termos (S50) dessa PA: Então a soma 50 primeiros termos de uma P.A Infinita é 6375. ATIVIDADE AVALIATIVA 02 soma dos termos de uma p.a finita QUESTÃO 01 – As projeções para a produção de arroz no período de 2012 – 2015, 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 2015 será de: QUESTÃO 02 – Determine a soma dos termos da seguinte PA: (1, 3, 5, 7, 9, 11,13) QUESTÃO 03– Qual é a soma de todos os naturais que vão de 1 até 100 (1, 2, 3, 4, 5, ... , 98, 99, 100): QUESTÃO 04– (CESUPA-2007) Uma safra de feijão foi colhida de 6 vezes. Na primeira vez foram colhidos 2500 kg e em cada uma das outras vezes colheuse 700 kg a mais em relação à colheita anterior. O total de toneladas de feijão colhidas nesta safra foi: https://escolakids.uol.com.br/termo-geral-pa.htm 4 SOMA DOS TERMOS DE UMA P.A INFINITA QUESTÃO 05 - Qual é a soma dos 30 termos iniciais da progressão aritmética (2, 9, 16, …) QUESTÃO 06 – Qual é a soma dos vinteprimeiros termos da uma PA (17, 21, 25, ...): 3. PROGRESSÃO GEOMÉTRICA 1. Definição Progressão Geométrica (ou simplesmente P.G.) é uma sequência de números não nulos em que cada um deles, multiplicado por um número fixo fornece o próximo elemento da sequência. Esse número fixo chama-se razão e é representado pela letra q. Os elementos da sequência são os termos da progressão geométrica. A razão de uma PG é igual a qualquer termo dividido pelo anterior. Exemplo 01: vamos obter os termos de uma progressão geométrica de razão 2, partindo do número 3. 𝒒 = 𝟔 𝟑 =2, 𝒒 = 𝟏𝟐 𝟔 =2, 𝒒 = 𝟒𝟖 𝟐𝟒 =2 2. Classificação de uma P.G Crescente Para que ela seja crescente, o segundo termo deve ser maior que o primeiro e assim sucessivamente, ou seja, a1 < a2 < a3 < a4 < … < an. Uma PG é crescente se, e somente se, a razão for maior que um, ou seja, q > 1. Exemplo 02: (3, 6, 12, 24, 48, ...) q = a2 / a1 onde a1 = 3 q = 6 / 3 a2 = 6 (a2 = a1 . q → a2 = 3 . 2 → a2 = 6) q = 2 a3 = 12 (a3 = a1 . q2 → a3 = 3 . 22 → a3 = 3 . 4 → a3 = 12) Concluindo que toda P.G. crescente, partindo do segundo termo, qualquer elemento é maior que o anterior. Decrescente Para que ela seja decrescente, o segundo termo deve ser menor que o primeiro e assim sucessivamente, ou seja, a1 > a2 > a3 > a4 > … > an. Uma P.G. é decrescente se, e somente se, a razão for um número entre zero e um, ou seja, 0 > q > 1. Exemplo 03: (48, 24, 12, 6, ..., 3) q = a2 / a1 onde a1 = 48 q = 24 / 48 a2 = 24 (a2 = a1 . q → a2 = 48. 1/2 → a2 = 24) q = 1 / 2 a3 = 12 (a3 = a1 . q2 → a3 = 48 . (1/2)2 → a3 = 48 . 1/4 → a3 = 12) Concluindo que toda P.G. decrescente, partindo do segundo termo, qualquer elemento é menor que o anterior. Oscilante Para que ela seja oscilante, os termos são alternadamente negativos e positivos, o que ocorre quando a razão é negativa, ou seja, q < 0.. Exemplo 04: (- 5, 10, - 20, 40, - 80, ...) q = a2 / a1 onde a1 = - 5 q = 10 / -5 a2 = 10 (a2 = a1 . q → a2 = - 5 . - 2 → a2 = 10) q = - 2 a3 = - 20 (a3 = a1 . q2 → a3 = - 5 . (-2)2 → a3 = -5 . 4 → a3 = - 20) Concluindo que toda P.G. Alternante ou Oscilante, partindo de qualquer termo, há uma alternância sucessiva entre termo negativo e positivo. Constante Para que ela seja constante, os termos precisam ser todos iguais: a1 = a3 =...= an. Uma PG é constante se, e somente se, a razão for igual a 1, ou seja, q = 1. Exemplo 05: (2, 2, 2, 2, 2, 2 ...) q = 1, logo a P.G. é constante. Exemplos simples ▪ (3, 9,27, 81, ...) → é uma P.G. Crescente de razão q = 3 ▪ (90, 30, 10, ...) → é uma P.G. Decrescente de razão q = 1/3 ▪ (-7, 14, -28, 56, ...) → é uma P.G. Oscilante de razão q = - 2 5 ▪ (3, 3, 3, 3, ...) → é uma P.G. Constante de razão q = 1 3. Fórmula do termo geral P.G Seja a PG genérica:(a1, a2, a3, a4, ... , a n, ... ), onde a1 é o primeiro termo, e an é o n-ésimo termo, ou seja, o termo de ordem n. Sendo q a razão da PG. 𝑎𝑛 = termo geral 𝑎1 = primeiro termo n= quantidades de termos q = razão Observe que n-1 é o expoente de q. Exemplo 06: Determine o 8º termo da PG (1, 2, 4 .....) Como a razão da PG é qualquer termo dividido pelo anterior, temos: q= 2 1 = 2 𝑎1 = 1 n=8 𝑎𝑛 = 𝑎1 ∙ 𝑞 (𝑛−1) 𝑎8 = 1 ∙ 2 (8−1) 𝑎8 = 1 ∙ 2 7 𝑎8 = 1 ∙ 128 𝑎8 = 128 Logo, o 8º termo da PG é 128. Exemplo 07: Dada a PG (2,4,8,... ), pede-se calcular o décimo termo. Temos: a1 = 2, q = 4/2 = 2 n=10 Para calcular o décimo termo ou seja a10, vem pela fórmula: 𝑎𝑛 = 𝑎1 ∙ 𝑞 (𝑛−1) 𝑎10 = 2 ∙ 2 (10−1) 𝑎10 = 2 ∙ 2 9 𝑎10 = 2 ∙ 512 = 1024 Logo, o 10º termo da PG é 1024. Exemplo 08: Calcule o primeiro termo da PG sabendo que 𝑎6 = 80 e q = 2. 𝑎𝑛 = 𝑎1 ∙ 𝑞 (𝑛−1) 80 = 𝑎1 ∙ 2 (6−1) 80 = 𝑎1 ∙ 2 5 80 = 𝑎1 ∙ 32 𝑎1 = 80 32 = 2,5 Logo, o 1º termo da PG é 𝑎1 =2,5. ATIVIDADE AVALIATIVA 03 definição QUESTÃO 01 – Calcule a razão q de cada P.G: a) (1, 2, 4, 8, 16, …) b) (5, 25, 125, 625, …) c) (40, 20, 10, 5, …) d) (2, -4, 8, -16, 32, …) e) (1, 3, 9, 27, 81, ...) f) (2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, ...) Classificação de uma P.G QUESTÃO 02 – Classifique as P.G em (crescente, decrescente, oscilante e constante) a) (1, 3, 9, 27, 81, ...) b) (-3, -9, -27, -81, ...) c) (3, -6, 12, -24, 48, -96, …) d) (3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, ...) e) (1, 2, 4, 8, 16, …) f) 7, 14, 28, 56, 112 Fórmula do termo geral P.G QUESTÃO 03 – Determine o 9º termo da PG (3, 6, 12, 24, ...) QUESTÃO 04 – Determine o 8º termo da PG (128, 64B, ...) QUESTÃO 05 – Calcule o a1 primeiro termo da PG sabendo que 𝑎5 = 64 e q = 2. 6 Seja a PG (a1, a2, a3, a4, ... , an , ...) . Para o cálculo da soma dos n primeiros termos Sn , vamos considerar o que segue: Sn = a1 + a2 + a3 + a4 + ... + an-1 + an. Multiplicando ambos os membros pela razão q vem: Sn . q = a1 . q + a2 .q + .... + an-1 . q + an .q . Logo, conforme a definição de PG, podemos reescrever a expressão acima como: Sn . q = a2 + a3 + ... + an + an . q Observe que a2 + a3 + ... + an é igual a Sn - a1 . Logo, substituindo, vem: Sn . q = Sn - a1 + an . q Soma dos termos de uma P.G. finita Daí, simplificando convenientemente, chegaremos à seguinte fórmula da soma: Onde: 𝑆𝑛: soma dos n termos 𝑎1: primeiro termo da P. G q: razão da P.G 𝑎𝑛: ultimo termo da P.G Exemplo 01: Calcule a soma dos termos da PG (5, 25, ..., 625). 𝑺𝒏 = 𝒂𝒏 ∙ 𝒒 − 𝒂𝟏 𝒒 − 𝟏 𝑆𝑛: soma dos n termos 𝑎1 =5 q = 𝑎2 𝑎1 = 25 5 =5 𝑎𝑛 = 625 Sn = 625 ∙ 5 − 5 5 − 1 = Sn = 3125 − 5 4 = Sn = 3120 4 = Sn = 780 Logo, a soma n primeiros P.G é igual à 780. Exemplo 02: Calcule a soma dos termos da PG (1, 3, 9, 27 ..., 729). 𝑺𝒏 = 𝒂𝒏 ∙ 𝒒 − 𝒂𝟏 𝒒 − 𝟏 𝑆𝑛: soma dos n termos 𝑎1 =1 q = 𝑎2 𝑎1 = 3 1 =3 𝑎𝑛 = 729 𝑆𝑛 = 729 ∙ 3 − 1 3 − 1 = 𝑆𝑛 = 2187 − 1 2 = 𝑆𝑛 = 2186 2 = 𝑆𝑛 = 1093 Logo a soma n primeiros P.G é igual à 1093. Soma dos termos de uma P.G. infinita Se substituirmos a n = a1 . q n-1 , obteremos uma nova apresentação para a fórmula da soma, ou seja: Onde: 𝑆𝑛: soma dos n termos 𝑎1: primeiro termo da P. G q: razão da P.G n: número de termos Exemplo 03: Calcule a soma dos 10 primeiros termos da PG (1,2,4,8,...) 𝑺𝒏 = 𝒂𝟏 ∙ 𝒒𝒏 − 𝟏 𝒒 − 𝟏 Temos, n = 10 𝑆10: soma dos 10 termos 𝑎1 =1 q = 𝑎2 𝑎1 = 2 1 =2 𝑆10 = 𝑎1 ∙ 𝑞10 − 1 𝑞 − 1 𝑆10 = 1 ∙ 210 − 1 2 − 1 = 𝑆10 = 1 ∙ 1024 − 1 1 = 1 ∙ 1023 1 = 𝑆10 = 1 ∙ 1023 ∙ 𝑆10 = 1023 Logo a soma 10 primeiros P.G é igual à 1023. Exemplo 04: Calcule a soma dos 8 primeiros termos da PG (3,6,12, 24,...) 𝑺𝒏 = 𝒂𝟏 ∙ 𝒒𝒏 − 𝟏 𝒒 − 𝟏 Temos, n = 8 𝑆8: soma dos 8 termos 𝑎1 = 3 q = 𝑎2 𝑎1 = 6 3 =2 4. SOMA DOS N PRIMEIROS TERMOS DE UMA P.G 7 𝑆8 = 𝑎1 ∙ 𝑞8 − 1 𝑞 − 1 𝑆8 = 3 ∙ 28 − 1 2 − 1 = 𝑆8 = 3 ∙ 256 − 1 1 = 𝑆8 = 3 ∙ 255 1 = 3 ∙ 255 = 𝑆8 = 765 Logo a soma 8 primeiros P.G é igual à 765. Soma dos termos de uma PG decrescente e ilimitada Considere uma PG ILIMITADA (infinitos termos) e decrescente. Nestas condições, podemos considerar que no limite teremos an = 0. Substituindo na fórmula anterior, encontraremos: Onde: 𝑆∞: soma dos n termos ilimitados 𝑎1: primeiro termo da P. G q: razão da P.G ∞: 𝑖𝑛𝑓𝑖𝑛𝑖𝑡𝑜 termos Exemplo 05: Calcule a soma de todos termos da sequência decrescente a seguir: PG(8,4,2,1,...) 𝑆∞ = 𝑎1 1 − 𝑞 Temos, 𝒂𝟏 = 𝟖 q = 𝒂𝟐 𝒂𝟏 = 𝟒 𝟖 = 𝟏 𝟐 = 𝟎, 𝟓 𝑆∞ = 8 1 − 0,5 = 𝑆∞ = 8 0,5 = 16 Logo a soma de todos os termos decrescente P.G é igual à 16. Exemplo 06: Calcule a soma de todos termos da sequência a seguir: :PG(27,9,3,1,...) 𝑆∞ = 𝑎1 1 − 𝑞 Temos, 𝒂𝟏 = 𝟐𝟕 q = 𝒂𝟐 𝒂𝟏 = 𝟗 𝟐𝟕 = 𝟏 𝟑 = 𝟎, 𝟑𝟐 𝑆∞ = 27 1 − 0,32 = 𝑆∞ = 27 0,68 = 39,71 Logo a soma de todos os termos decrescente P.G é igual à 39,71. ATIVIDADE AVALIATIVA 04 Soma dos termos de uma P.G. finita QUESTÃO 01 – Calcule a soma dos termos da P.G. (2,6,18,...,486). QUESTÃO 02 – Calcule a soma dos termos da P.G. (2, 8, 32,..., 2048) Soma dos termos de uma P.G. infinita QUESTÃO 03– Uma jovem seria contratada como vendedora para trabalhar de segunda a sábado nas duas últimas semanas que antecederiam o natal. O dono da loja ofereceu R$ 1,00 pelo primeiro dia de trabalho e nos dias seguintes o dobro do que ela recebera no dia anterior. A jovem achou a proposta humilhante. Recusou o trabalho. Se ela tivesse aceitado a proposta, quanto teria recebido pelos 12 dias de trabalho: QUESTÃO 04 - Calcule a soma dos 7 primeiros termos da PG (2, 10, 50, 250, …) QUESTÃO 05 – Calcule a soma dos 10 primeiros termos da PG (1, 3, 9, ...) Soma dos termos de uma PG decrescente e ilimitada QUESTÃO 06 –: Calcule a soma de todos termos da sequência decrescente a seguir: PG (64,32,16, ...)
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