Este documento introduce conceptos básicos sobre sucesiones, incluyendo definiciones de sucesiones finitas e infinitas, convergencia y límites de sucesiones, y sucesiones monótonas. También presenta la notación sigma y algunas de sus propiedades para representar sumas de sucesiones. El objetivo es que los estudiantes aprendan a determinar la convergencia o divergencia de sucesiones, analizar su monotonía, y aplicar la notación sigma.

1. MOISÉS VILLENA MUÑOZ Sucesiones
2
Objetivos:
Se pretende que el estudiante:
• Determine convergencia o divergencia de sucesiones.
• Analice Monotonía de sucesiones.
• Conozca las propiedades de la notación sigma.
2.1 SUCESIONES
2.2 SUMAS Y NOTACIÓN SIGMA
35

2. MOISÉS VILLENA MUÑOZ Sucesiones
2.1. SUCESIONES
2.1.1 DEFINICIÓN.
Sucesión es una función, denotada como { }na , cuyo
dominio es el conjunto de los números enteros
positivos y su rango son números reales. Es decir:
nanfn
IRXIN
=
⊆
)(a
a
.
Es común referirse al rango de la sucesión, por tanto la sucesión se
presenta como una secuencia de términos { }L,,, ,321 aaa . Si la sucesión tiene
una cantidad determinada de términos se la llamará SUCESIÓN FINITA. Si la
sucesión tiene una cantidad no definida de términos, se la llamará SUCESIÓN
INFINITA.
Ejemplo
{ }
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
+
=
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
+
= LL ,
12
,,
7
3
,
5
2
,
3
1
12 n
n
n
n
an
La manera como se presentó la sucesión en el ejemplo anterior se
denomina forma explícita, pero se la puede expresar como una formula de
recursión.
Ejemplo
2;3;1 11 ≥+== − naaa nn
Es decir:
431312 =+=+= aa
734323 =+=+= aa
Y así sucesivamente.
36

3. MOISÉS VILLENA MUÑOZ Sucesiones
2.1.2 Convergencia y Límite
Una sucesión { , es convergente si y sólo si}na n
n
alim
∞→
existe. Caso contrario; es decir, si no existe, sen
n
alim
∞→
dice que la sucesión es divergente.
Si existe, es decir sin
n
alim
∞→
Lann
=∞→
lim , significa que:
ξξ <−⇒>>∃>∀ LaNntalqueN n
0,0
Ejemplo.
Determinar si { }
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
+
=
12n
n
an es convergente o divergente.
SOLUCIÖN:
Para determinar si es convergente o divergente se halla .n
n
alim
∞→
2
1
1212
=
+
=
+ ∞→∞→
nn
n
n
n
lim
n
n
lim
nn
Por tanto, la sucesión es convergente y además converge a
2
1
TEOREMA
Una condición necesaria y suficiente para que una
sucesión sea convergente es que sea acotada.
Note que, para la sucesión anterior la mínima cota superior es 2
1 y la
máxima cota inferior es 3
1 .
PREGUNTA: ¿POR QUÉ SE DICE MÍNIMA COTA SUPERIOR? ¿POR QUÉ SE DICE
MÁXIMA COTA SUPERIOR?
37

4. MOISÉS VILLENA MUÑOZ Sucesiones
Ejemplo
Determinar si { } ( ){ }nn na π= sen es convergente o divergente.
SOLUCION:
( )
( ) ( ) ( )
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
π==
π
π
∞→π
ππ
∞→
π
∞→
n
n
n
n
nn
nnn
lim
n
limnlim
sensen
sen
Haciendo
n
u π= entonces, si ∞→n tenemos que 0→u
( )
π=π=⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
π=⎥
⎦
⎤
⎢
⎣
⎡
π=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
π
→→π
π
∞→
)1(
sensensen
00 u
u
lim
u
u
limlim
uu
n
n
n
. Por tanto
converge.
TEOREMA
Si y son sucesiones convergentes, entonces:n
a n
b
1. IRkakka n
n
n
n
∈=
∞→∞→
;límlím
2. ( ) n
n
n
n
nn
n
baba
∞→∞→∞→
±=± límlímlím
3. ( ) n
n
n
n
nn
n
baba
∞→∞→∞→
= límlímlím
4.
n
n
n
n
n
n
n b
a
b
a
∞→
∞→
∞→
=⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
lím
lím
lím si 0lím ≠
∞→
n
n
b
2.1.3 SUCESIONES MONOTONAS
Una sucesión { }na es monótona si sus términos
son no decrecientes, es decir:
LL ≤≤≤≤≤≤ +1321 nn aaaaa ;
ó si sus términos son no crecientes; es decir:
.LL ≥≥≥≥≥≥ +1321 nn aaaaa
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5. MOISÉS VILLENA MUÑOZ Sucesiones
Lo anterior quiere decir que si se cumple que 1+≤ nn aa o 11
≥+
n
n
a
a
será
una sucesión CRECIENTE. Caso contrario, es decir si da que 1+≥ nn aa o
11
≤+
n
n
a
a
será una sucesión DECRECIENTE.
Ejemplo 1
Determinar si la sucesión
12 +
=
n
n
an es creciente o decreciente.
SOLUCIÖN:
En este caso
( ) 32
1
112
1
1
+
+
=
++
+
=+
n
n
n
n
an
Al dividir ambas expresiones, resulta:
( )( )
( ) nn
nn
nn
nn
n
n
n
n
a
a
n
n
32
132
32
121
12
32
1
2
2
1
+
++
=
+
++
=
+
+
+
=+
note que en la última expresión se observa que 11
≥+
n
n
a
a
¿Por qué?.
Por tanto, la sucesión será CRECIENTE.
Ejemplo 2
Analice la sucesión ( )n
na 13 −+=
SOLUCIÖN:
Desarrollando la sucesión tenemos
{ } ( ){ } { }L,4,2,4,213 =−+= n
na
Se observa que la sucesión no es monótona, no es convergente, si es acotada.
39

6. MOISÉS VILLENA MUÑOZ Sucesiones
Ejemplo 3
Analice la sucesión
!
2
n
a
n
n =
SOLUCIÖN:
1. 0
!
2
=
∞→ n
lim
n
n
)
. El factorial es más creciente que la exponencial por tanto la sucesión converge a
0.
2. La sucesión es acotada debido a que es convergente.
3.
( !1
2 1
1
+
=
+
+
n
a
n
n . Ahora
( )
( ) 1
2
2
!
1!
22
!
2
!1
2
1
1
1
+
=
+
=
+
=
+
+
n
n
nn
n
n
a
a
n
n
n
n
n
n
Se observa que para ,1≥n 1
1
2
≤
+n
por tanto la sucesión es decreciente.
Ejercicios propuestos 2.1
1. Determine si las siguientes sucesiones son convergentes o divergentes.
a.
⎪⎭
⎪
⎬
⎫
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
−
+
nn
n
2
2
2
13
b.
⎪⎭
⎪
⎬
⎫
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
−
+
13
12 2
n
n
c.
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧ π
+ 2
sen
1
n
n
n
d.
⎪⎭
⎪
⎬
⎫
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
n
n
3
1
e.
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
−
+
nn
n
2
3
12
f.
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
2
ln
n
n
g.
⎪⎭
⎪
⎬
⎫
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+
n
n2
1
1
2. Determine si las sucesiones son crecientes, decrecientes o no monótonas.
a.
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
+
−
54
13
n
n
b.
⎪⎭
⎪
⎬
⎫
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
+ n
n
2
51
5
c.
( )⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
−•••• 12531
!
n
n
L
d. ( )πnsen
e.
⎭
⎬
⎫
⎩
⎨
⎧
n
n
3
!
40

7. MOISÉS VILLENA MUÑOZ Sucesiones
2.2. SUMAS Y NOTACIÓN SIGMA
Sea la secuencia , , .1
a 2
a n
aa L,3
La suma de estos números, puede ser expresada mediante una
notación que denota abreviación, el símbolo empleado es el de sigma:
∑=
=+++
n
i
in aaaaa
1
321 L
Entonces, la notación sigma significa una suma de término, desde el
primero hasta el n-ésimo. Podemos tener una suma finita de términos como
también podemos tener una suma infinita.
Ejemplo 1
{ { { {
4321
4
1
2
17
4
10
3
5
2
2
1
1
=====
+++=
+∑ iiiii
i
i
Ejemplo 1
∑
∞
=
=++++++
1
4321
n
nn LL
2.2.1 Propiedades
Sean y{ }ia { }ib dos sucesiones y sea C una
constante, entonces
1. ∑∑ ==
=
n
i
i
n
i
i
aCCa
11
2. ( ) ∑∑∑ ===
±=±
n
i
i
n
i
i
n
i
ii
baba
111
Alguna formulas que se necesitarán más adelante son:
41

8. MOISÉS VILLENA MUÑOZ Sucesiones
1.
( )
2
1
4321
1
+
=+++++=∑=
nn
ni
n
i
L
2.
( )( )
6
121
321 2222
1
2 ++
=++++=∑=
nnn
ni
n
i
L
3.
( ) 2
3333
1
3
2
1
321 ⎥⎦
⎤
⎢⎣
⎡ +
=++++=∑=
nn
ni
n
i
L
4.
( )( )
30
1961
321
23
4444
1
4 −+++
=++++=∑=
nnnnn
ni
n
i
L
¡No olvide demostrarlas!
42