3
      Progresiones aritméticas y geométricas

                                                                                       Zenón de Elea (s. V a. C.)
Introducción
                                                                                       Fue un filósofo griego de la escuela eleática, nacido en Elea
                                                                                       (Italia meridional). Fue discípulo de Parménides (uno de
En este módulo se estudiarán progresiones. Una progresión es una lista de núme-        los filósofos griegos más importantes de la época y de los
ros que siguen una ley general de formación. Según como sea esa ley, las               más señalados en la escuela eleática) y, según varios
progresiones que se verán serán aritméticas o geométricas. Se verá cómo estas          escritores, enseñó en Atenas durante algún tiempo.
progresiones tienen aplicación en el cálculo de interés compuesto y en el crecimien-
                                                                                       Zenón trató de mostrar que la realidad es una e invariable
to exponencial de algunos seres vivos.                                                 y que todo movimiento es ilusorio. Era costumbre suya
                                                                                       mostrar lo absurdo de algunas creencias y frecuentemente
                                                                                       se valía de paradojas (expresión o situación que parece
                                                                                       absurda y sin embargo es razonable), en las que dice que
Objetivos                                                                              todo movimiento es un engaño.

                                                                                       Contrastadas con la realidad, las pruebas de Zenón contra
1. Caracterizar sucesiones de números reales o complejos.
                                                                                       el movimiento se revelan al punto como paradojas y como
2. Deducir fórmulas compactas para la suma de estas sucesiones.                        auténticos paralogismos (argumento o contradicción falsa).



Preguntas básicas
1. ¿Cuál es la diferencia entre una progresión aritmética y una geométrica?
2. ¿Habrá progresiones que sean a la vez aritméticas y geométricas?
3. ¿Se puede conocer a qué valor tiende la suma de infinitos términos de una progre-
   sión geométrica?
4. ¿Se puede conocer a qué valor tiende la suma de infinitos términos de una progre-
  sión aritmética?


Contenido
3.1 Progresiones aritméticas
       3.1.1 Suma de términos de una progresión aritmética                              Visite el sitio
3.2 Progresiones geométricas                                                            http://docencia.udea.edu.co/cen/
       3.2.1 Suma de términos de una progresión geométrica                              AlgebraTrigonometria/




                                                                                                                            Vea el módulo 3 del
                                                                                                                         programa de televisión
                                                                                                                        Álgebra y trigonometría




                                                                                                              Álgebra y trigonometría 37
Capítulo 1: Elementos de aritmética
                                                     3.1 Progresiones aritméticas
                      Escuche Historia del ajedrez   Una progresión aritmética es una sucesión de números reales de la forma siguiente:
                            en su multimedia de
                         Àlgebra y trigonometría     a1 , a2 , a3 , a4 ,..., an , donde la diferencia entre cualquier par de números consecu-
                                                     tivos es siempre constante, es decir, an  an 1    d para todo n. El término d se llama
                                                     diferencia constante.

                                                     En la notación anterior se tendrá que:

                                                            a1: primer término de la progresión.
                                                            d: diferencia común.
                                                            n: número de términos.

                                                     Según lo anterior, otra forma de escribir la progresión aritmética es:
                                                     a1 , a1  d , a1  2d , a1  3d ,..., a1  ( n  1) d . Como consecuencia de lo anterior, en
                                                     una progresión aritmética en la cual la diferencia común es d y el primer término es
                                                     a1 , se tiene que el enésimo término se denota por an          a1  ( n  1) d .

                                                     Ejemplo 15

                                                     La sucesión 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 es una progresión aritmética en la cual el primer
                                                     término es 3 y la diferencia común es 3.

                                                     Ejemplo 16

                                                     Halle el término de lugar 12 de la progresión aritmética 10, 7, 4, ...

                                                     Solución
                                                     Se tiene que a1 = 10, d     3 . Se sabe que an     a1  ( n  1) d . En consecuencia, para

                                                     n = 12 se tiene que a12    10  12  1
3
, a12     23.

                                                     Ejemplo 17

                                                     Si el cuarto término de una progresión aritmética es 14 y el noveno es 34, encuentre
                                                     el primer término.

                                                     Solución
                                                     Como an      a1  (n  1) d , se tiene entonces que:
                                                            para n = 4, 14     a1  3d.
                                                            para n = 9, 34      a1  8d .
                                                     Resolviendo el sistema de ecuaciones, se concluye que a1             2 y d = 4.

                                                     Ejemplo 18

                                                     Encuentre una progresión aritmética de siete términos cuyo primer término es 1/2 y
                                                     cuyo último término es 13/2.




  38
Módulo 3: Progresiones aritméticas y geométricas

Solución
                     1
Se sabe que a1         ,n     7, an       a1   n  1
d .
                     2
                                 13 1
En nuestro caso se tiene que                7  1
d . Por tanto, 6 = 6d o sea que
                                  2    2
d = 1. De lo anterior se concluye que la progresión aritmética es:

        1 3 5 7 9 11 13
         , , , , , ,    .
        2 2 2 2 2 2 2


3.1.1 Suma de términos de una progresión aritmética

Dada una progresión aritmética con n términos, de la forma
a1 , a1  d , a1  2 d , a1  3d ,..., a1  ( n  1) d , de este modo su suma se expresa

como Sn a1  a1  d  a1  2d  a1  3d  ...  a1  ( n  1) d . Se puede fácilmen-
te demostrar que Sn viene dada por la siguiente fórmula compacta:

              n
        Sn      ª 2a1   n  1

Modulo 3 de_A_y_T

  • 1.
    3 Progresiones aritméticas y geométricas Zenón de Elea (s. V a. C.) Introducción Fue un filósofo griego de la escuela eleática, nacido en Elea (Italia meridional). Fue discípulo de Parménides (uno de En este módulo se estudiarán progresiones. Una progresión es una lista de núme- los filósofos griegos más importantes de la época y de los ros que siguen una ley general de formación. Según como sea esa ley, las más señalados en la escuela eleática) y, según varios progresiones que se verán serán aritméticas o geométricas. Se verá cómo estas escritores, enseñó en Atenas durante algún tiempo. progresiones tienen aplicación en el cálculo de interés compuesto y en el crecimien- Zenón trató de mostrar que la realidad es una e invariable to exponencial de algunos seres vivos. y que todo movimiento es ilusorio. Era costumbre suya mostrar lo absurdo de algunas creencias y frecuentemente se valía de paradojas (expresión o situación que parece absurda y sin embargo es razonable), en las que dice que Objetivos todo movimiento es un engaño. Contrastadas con la realidad, las pruebas de Zenón contra 1. Caracterizar sucesiones de números reales o complejos. el movimiento se revelan al punto como paradojas y como 2. Deducir fórmulas compactas para la suma de estas sucesiones. auténticos paralogismos (argumento o contradicción falsa). Preguntas básicas 1. ¿Cuál es la diferencia entre una progresión aritmética y una geométrica? 2. ¿Habrá progresiones que sean a la vez aritméticas y geométricas? 3. ¿Se puede conocer a qué valor tiende la suma de infinitos términos de una progre- sión geométrica? 4. ¿Se puede conocer a qué valor tiende la suma de infinitos términos de una progre- sión aritmética? Contenido 3.1 Progresiones aritméticas 3.1.1 Suma de términos de una progresión aritmética Visite el sitio 3.2 Progresiones geométricas http://docencia.udea.edu.co/cen/ 3.2.1 Suma de términos de una progresión geométrica AlgebraTrigonometria/ Vea el módulo 3 del programa de televisión Álgebra y trigonometría Álgebra y trigonometría 37
  • 2.
    Capítulo 1: Elementosde aritmética 3.1 Progresiones aritméticas Escuche Historia del ajedrez Una progresión aritmética es una sucesión de números reales de la forma siguiente: en su multimedia de Àlgebra y trigonometría a1 , a2 , a3 , a4 ,..., an , donde la diferencia entre cualquier par de números consecu- tivos es siempre constante, es decir, an an 1 d para todo n. El término d se llama diferencia constante. En la notación anterior se tendrá que: a1: primer término de la progresión. d: diferencia común. n: número de términos. Según lo anterior, otra forma de escribir la progresión aritmética es: a1 , a1 d , a1 2d , a1 3d ,..., a1 ( n 1) d . Como consecuencia de lo anterior, en una progresión aritmética en la cual la diferencia común es d y el primer término es a1 , se tiene que el enésimo término se denota por an a1 ( n 1) d . Ejemplo 15 La sucesión 3, 6, 9, 12, 15, 18, 21 es una progresión aritmética en la cual el primer término es 3 y la diferencia común es 3. Ejemplo 16 Halle el término de lugar 12 de la progresión aritmética 10, 7, 4, ... Solución Se tiene que a1 = 10, d 3 . Se sabe que an a1 ( n 1) d . En consecuencia, para n = 12 se tiene que a12 10 12 1
  • 3.
  • 4.
    , a12 23. Ejemplo 17 Si el cuarto término de una progresión aritmética es 14 y el noveno es 34, encuentre el primer término. Solución Como an a1 (n 1) d , se tiene entonces que: para n = 4, 14 a1 3d. para n = 9, 34 a1 8d . Resolviendo el sistema de ecuaciones, se concluye que a1 2 y d = 4. Ejemplo 18 Encuentre una progresión aritmética de siete términos cuyo primer término es 1/2 y cuyo último término es 13/2. 38
  • 5.
    Módulo 3: Progresionesaritméticas y geométricas Solución 1 Se sabe que a1 ,n 7, an a1 n 1
  • 6.
    d . 2 13 1 En nuestro caso se tiene que 7 1
  • 7.
    d . Portanto, 6 = 6d o sea que 2 2 d = 1. De lo anterior se concluye que la progresión aritmética es: 1 3 5 7 9 11 13 , , , , , , . 2 2 2 2 2 2 2 3.1.1 Suma de términos de una progresión aritmética Dada una progresión aritmética con n términos, de la forma a1 , a1 d , a1 2 d , a1 3d ,..., a1 ( n 1) d , de este modo su suma se expresa como Sn a1 a1 d a1 2d a1 3d ... a1 ( n 1) d . Se puede fácilmen- te demostrar que Sn viene dada por la siguiente fórmula compacta: n Sn ª 2a1 n 1