Progresiones
Progresiones
Progresiones
Progresiones.
Definición de sucesión: una sucesión numérica no es más que una lista, o
serie, ordenada de números reales.
Ordenada, ya que si los números no ocupan una posición bien determinada,
como las cifras que hay dentro del bombo de un sorteo de lotería, no forman
una serie, es en el momento de su extracción ordenada cuando configuran la
serie de extracción, de modo que cada cifra sale una o varias veces, pero cada
vez en una posición distinta.
El valor de los números en la serie puede o no depender de la posición en
la que éstos se encuentran, de ahí que puede haber series aleatorias, sin nin-
guna relación en cuanto al orden y valor de los números, y series que siguen
una ley o criterio de formación.
Conceptos:
Término de una serie es cada uno de los elementos que la componen y consta
de dos partes bien diferenciadas:
Orden del término, que nos indica qué posición ocupa dentro de la suce-
sión el número en cuestión, así el primero, el segundo, ....., el vigésimo, etc. ...
Valor del término, es el valor numérico asociado al mismo.
Notación: para referirnos a un término de la sucesión lo haremos poniendo
a n = b , donde n indica el orden o posición del término, a es el nombre genérico del
término, y b es el valor numérico del término.
Terminología: para nombrar términos de una sucesión utilizaremos letras
minúsculas, a, b, c, etc. .... junto con un subíndice, un número, que nos indica
la posición dentro de la serie. Cuando nos refiramos a una posición genérica
utilizaremos una letra minúscula n, k, i, j, etc. ...
37
Ejemplo: a 7 = nos dice que el término séptimo de la serie tiene el
4
valor numérico asociado de treinta y siete cuartos.
Término general: es la forma en la que nos referiremos a un término cual-
quiera de la sucesión, se suele indicar por a n ; a k ; a i etc. ..
Términos equidistantes de los extremos: son aquellos que se
encuentran a igual distancia del primero y del último, por ejemplo:
2 ; 6 ; 10 ; 14 ; 18 ; 22 , son equidistantes el 6 y el 18 y el 10 y el 14.
1
1 1
1 2 1
1 3 3 1 , si suponemos que a ambos lados del primer
1 4 6
4 1
1 5 10 10 5 1
1 6 15 20 15 6 1
uno y a la izquierda de los que están a la izquierda, y a la derecha de los
que están a la derecha, hay ceros, 0, cada fila se obtiene poniendo entre
medias de los números de la fila anterior la suma de éstos. Esta estructura
es conocida como triángulo de Pascal o triángulo de Tartaglia, y las suce-
siones que con él se forman son de lo más variopinto, la propia de Fibona-
cci se encuentra dentro de esta estructura.
• Por ejemplo, sumando todos los números de cada fila se obtiene la
sucesión de potencias de 2, la segunda diagonal empezando por la
derecha, de izquierda a derecha, es la sucesión de los números na-
turales, la tercera es la sucesión de los números triangulares, o
modo de apilar bolas sobre un plano, poniendo en cada fila las
bolas apiladas a la fila anterior en los huecos que quedan entre cada
dos bolas, así:
0
0
0 0 0
0 ; ; 0 0 ;
1 0 0 0 0 0 etc. ...
3 0 0 0
6 0 0 0 0
10
Practica un poco:
a) Escribe los cinco primeros términos de las sucesiones:
n −3
a1) a n = 5 − 2n a2) b n = 2 n +1 a3) a n = n 2 − 1 a4) b n =
2n + 1
−1 3n − 2
a5) a n = 1 − n 2 a6) b n = a7) a n = 2n 2 − 1 a8) b n =
n +3 n +1
2+n − 12
a9) a n = 3n −1 a10) b n = a11) a n = 25 − n 2 a12) b n =
3 2n + 5
b1) 3 ; 1 ; − 1 ; − 3 ; − 5 b2) 2 ; − 6 ; 18 ; − 54
1 1 1 1
b3) 1 ; ; ; ; b4) 5 ; 5.5 ; 6 ; 6.5 ; 7
4 9 16 25
1 1 1 1
b5) − 1 ; - 4 ; - 16 ; - 64 b6) 1 ; ; ; ;
2 3 4 5
b7) 2 , 2,1 ; 2,2 ; 2,3 b8) − 3 ; 6 ; − 12 ; 24
1 2 3 4
b9) , , , , b10) − 1 , 2 ; 5 ; 8 ; 11
2 3 4 5
3 3 3
b11) 3 , ; ; b12) 1 , 4 ; 9 ; 16 ; 25
2 4 8
Como has podido observar, no siempre es sencillo encontrar una expresión
analítica que nos permita generalizar la ley de formación de cada término.
Hay un tipo de sucesiones, llamadas progresiones, en las que esto último es
relativamente sencillo.
Progresiones, son un caso particular de sucesiones en las que la ley de for-
mación de términos, y otra serie de características, las hacen interesantes de anali-
zar. Hay dos tipos, o clases, de progresiones que merece la pena estudiar en deta-
lle:
Progresiones aritméticas:
Ley de formación: son aquellas en las que cada término, excepto el pri-
mero, se obtiene sumando una cantidad fija, llamada diferencia, o ra-
zón, al inmediato anterior, así a 2 = a1 + d ; ; a n = a n −1 + d .
Propiedades, o características, más importantes:
• La diferencia, en valor absoluto, entre dos términos consecutivos
cualesquiera es constante e igual a la razón.
Ejemplo: a 1 = 1, a 2 = 8, a 3 = 15, a 4 = 22, a 5 = 29, a 6 = 36
donde podemos comprobar que a 4 − a 3 = 7, a 6 − a 5 = 7 , etc.
• La suma de términos equidistantes es constante e igual a la suma
de los extremos.
Del ejemplo anterior, podemos observar que a1 + a 6 = 37 , y
que a 2 + a 5 = 37 , y que a 3 + a 4 = 37 .
Término general: podemos poner, en general, que a 2 = a1 + d
a 3 = a 2 + d = ( a 1 + d ) + d = a 1 + 2d , a 4 = a 3 + d = ( a1 + 2d ) + d = a1 + 3d y
siguiendo el principio o ley de inducción, llegaríamos a que en el caso
general a =a +(n −1) ⋅d , que es el término general.
n 1
• Ejemplos:
1 ; 8 ; 15 ; 22 ; ; 1 + ( n - 1) ⋅ 7 , o sea, a n = 1 + 7 ⋅ ( n − 1)
2 ; 5 ; 8 ; 11 ; ; 2 + ( n - 1) ⋅ 3 , o sea, a n = 2 + 3 ⋅ ( n − 1)
Interpolación: interpolar p-medios aritméticos, o medios diferenciales,
entre otros dos números, a y b dados, consiste en buscar p-números
que estén en progresión aritmética con ellos, y que estén comprendidos
entre ellos. Para ello debemos proceder en la siguiente forma:
• Primero hallamos la diferencia D en valor absoluto entre los
números dados, que van a ser los extremos de la progresión.
• En segundo lugar dividimos dicha diferencia entre el número de
términos que queremos interpolar más uno, ese valor, d, será la
razón de la progresión.
• Obtendremos los términos pedidos sumando sucesivamente la
razón al primero, luego al número así obtenido, y así hasta com-
pletar el número de términos pedidos.
• Ejemplos:
1 1 1 1
; ; 1 ; 2 ; ; ⋅ 2 n −1 , o sea, a n = ⋅ 2 n −1
4 2 4 4
n −1 n −1
2 ; 6 ; 18 ; 54 ; ; 2 ⋅ 3 , o sea, a n = 2 ⋅ 3
Interpolación: interpolar p-medios geométricos entre otros dos núme-
ros, a y b dados, consiste en buscar p-números que estén en progresión
geométrica con ellos, y que estén comprendidos entre ellos. Para ello
debemos proceder en la siguiente forma:
• Primero hallamos la razón R como valor absoluto del cociente
entre ambos números, mayor entre menor si queremos que sea
creciente y viceversa si queremos que sea decreciente.
• En segundo lugar calculamos la raíz de índice igual al número de
términos que queremos interpolar más uno, dicha raíz será la razón
r de la progresión que queremos generar.
• Obtendremos los términos pedidos multiplicando sucesivamente la
razón por el primero, luego por el número así obtenido, y así hasta
completar el número de términos pedidos.
Ejemplo: interpolar cuatro términos, o medios geométricos,
o números, entre 1/4 y 8:
8
R = = 32 ⇒ r = 5 32 = 2 .
1
4
1 1 1
a1 = ⋅ 2 = , a 2 = ⋅ 2 = 1 , a 3 = 1 ⋅ 2 = 2 ,
4 2 2
a 4 = 2 ⋅ 2 = 4 , son los números pedidos, ya que el
siguiente sería a 5 = 4 ⋅ 2 = 8 que es uno de los extre-
mos que me dieron.
Tipos de progresiones geométricas:
• Limitadas, cuando tienen un número finito de términos.
• Ilimitadas, cuando tienen infinitos términos.
• Crecientes, cuando un término cualquiera es siempre mayor que
todos los que le preceden, la razón, en valor absoluto, es mayor
que la unidad.
• Decrecientes, cuando un término cualquiera es siempre menor que
todos los que le preceden, la razón, en valor absoluto, es menor
que la unidad.
• Alternantes: cuando la razón es negativa se van alternando térmi-
nos positivos con términos negativos.
Suma de todos los términos de una progresión geométrica: para poder
realizar la suma y que esta sea una cantidad razonable, finita, es necesa-
rio que la progresión sea limitada, aunque en el caso en el que la razón
sea menor que la unidad, también podremos hacer la suma de pro-
gresiones geométricas ilimitadas. Para obtener la expresión que nos
permita calcular la suma de modo sencillo, procederemos como sigue:
n
• Como a n = a 1 ⋅ r ⇒ S = ∑ a i = a1 + a1 ⋅ r + + a 1 ⋅ r , por otro
n −1 n −1
i =1
a1 ⋅ r n − a1 a n ⋅ r − a1
que en función de los extremos quedaría S = = .
r −1 r −1
• Para el caso de una ilimitada, de razón menor que la unidad,
tendríamos:
S = a 1 + a 1 ⋅ r + a 1 ⋅ r 2 + + a 1 ⋅ r n −3 + a 1 ⋅ r n − 2 + a 1 ⋅ r n −1
r ⋅ S = a 1 ⋅ r + a 1 ⋅ r 2 + a 1 ⋅ r 3 + + a 1 ⋅ r n −2 + a 1 ⋅ r n −1 + a1 ⋅ r n
S − r ⋅ S = a 1 − a 1 ⋅ r + a 1 ⋅ r − a 1 ⋅ r 2 + + a 1 ⋅ r n −3 − a1 ⋅ r n − 2 + a 1 ⋅ r n − 2 − a 1 ⋅ r n −1 + a 1 ⋅ r n −1 − a 1 ⋅ r n
Ya que si r < 1 ⇒ r ⋅ S < S , y reduciendo términos semejantes
a1 − a1 ⋅ r n −1
llegamos a S = , si revisamos las propiedades de las
1− r
potencias de base menor que la unidad veremos que
si p > 0 y 0 < a < 1 ⇒ si p → ∞ ⇒ a p → 0 , como se dan ambas
a
condiciones en nuestro caso, podemos concluir que S = 1
1− r
Expresión general de la suma de los términos de una progresión
a1
geométrica ilimitada y de razón menor que la unidad: S=
1− r
Actividades de aplicación.
P3.-
Calcula el resultado de 3 ⋅3 2 ⋅33 ⋅ 3 4 ⋅ ⋅ 3350 dando el mismo en forma de potencia.
P4.- Un cuerpo cae por acción de la gravedad y recorre 4.9 m en el primer segundo,
14.7 m en el segundo, 24.5 m en el tercero, etc. … ¿Qué espacio recorre en el sép-
timo segundo?. ¿Cuánto tarda en llegar al suelo si cae desde una altura de 490 me-
tros?.
P5.- Si ahorras 12,02 € en Enero, 13,22 € en Febrero, 14,42 € en Marzo, etc. … ¿Cuán-
to tardarás en ahorrar 240,40 €?.
P7.- Una empresa que construye pozos cobra 420,71 € por el primer metro perforado. A
medida que sigue perforando cobra 90,15 € más por cada metro perforado de más.
Si necesitamos construir un pozo de 70 m de profundidad, ¿Cuánto nos costará la
construcción del mismo?.
P8.- Calcula la suma de todos los números comprendidos entre 1.121 y 3.121, ambos
inclusive.
P9.- Calcula la suma de los mil primeros números pares y de los mil primeros números
impares. ¿Cuál es mayor?.
P10.-La suma del segundo término y del undécimo término de una progresión aritmética
vale 46. El cuarto término vale 13. Escribe el término general de la misma.
P11.-¿Cuánto dinero llevó Raquel a sus vacaciones si el primer día gastó 120,20 €, cada
día que pasaba gastaba 3,01 € diarios menos y el dinero le duró 20 días?.
P14.-En un laboratorio se está investigando sobre la cepa de la gripe del año 2002. Para
ello se hace un cultivo de diez virus. Este virus se divide en dos cada veinticuatro
horas. ¿Cuántos virus tendremos dentro de quince días?.
P17.-Si el primer día sacaron de nuestro pozo diez litros de agua, el segundo veinte, el
tercero cuarenta, etc. ..., al cabo de dos semanas, ¿Cuántos litros de agua, en total,
nos han sacado del pozo?. Si nos pagan a razón de 0.15 ptas. por litro, ¿Cuántos
euros nos deben abonar?.
P19.-Halla la suma de todos los términos de la progresión 128; 76,8 ; 46,08 ; 27,648 ; ..
etc. ...
P20.-Obtén el término general de una progresión geométrica que cumple que a3=75 y
a4=375.
P22.-En un jardín hay seis filas de árboles. Cada fila tiene tres árboles más que la an-
terior. La fila tercera tiene once árboles. Halla los árboles que hay en la primera
fila, en la última y el número total de árboles del jardín.
31
P23.-La suma de los cinco primeros términos de una progresión geométrica es y la
4
razón es 2. Calcula los valores de esos cinco términos.
P24.-El primer término de una progresión geométrica es a1= -1 y el sexto a6= -243.
Calcula la suma de los seis primeros términos.
P26.-En una huerta hay plantados 100 árboles en hilera, distando 10 metros cada dos
consecutivos. A 20 metros del primer árbol está el pozo que se utiliza para el riego.
Averigua el camino que habrá de recorrer el hortelano para echar un cubo de agua
en cada árbol, suponiendo que al acabar deje el cubo en el pozo, donde estaba al
iniciar el riego.
P27.-Un reloj da las horas con repetición y anuncia los cuartos de hora con un toque, las
medias horas con dos, los tres cuartos con tres y las horas con el número co-
rrespondiente a la misma. ¿Cuántos toques da diariamente?.
P29.-En una parada militar, un conjunto formado por 7260 soldados de infantería recibe
la orden de colocarse en filas sucesivas, de tal modo que cada fila cubra
exactamente los huecos de la fila anterior y que el conjunto forme un triángulo
equilátero. Halla el número de hombres que habrá de colocarse en la primera fila.
P30.-Se cuenta que el inventor del ajedrez pidió como recompensa la siguiente: “un
grano de trigo por el primer cuadrado del tablero, dos por el segundo, cuatro por el
tercero, ocho por el cuarto, y así sucesivamente, duplicando siempre hasta el últi-
mo cuadrado”. Averigua los granos de trigo que recibe por el último cuadrado. Si
cada grano de trigo pesara 1 dgr. , halla el peso total de trigo que se llevaría por
todo el tablero.
P32.-En una población que cuenta con 29.524 habitantes mayores de siete años, uno de
ellos se entera de una noticia en cierto instante. Al cabo de un minuto lo ha co-
municado a tres de sus amigos. Cada uno de ellos se lo comunica en otro minuto a
otras tres personas, las cuales continúan extendiendo la noticia de igual modo, y
así sucesivamente. ¿Al cabo de cuánto tiempo se habrán enterado todos los habi-
tantes mayores de siete años?.
P33.-De un barril de vino que contenía 5 Hl. 1 dal. y 2 l., se extrajo el 1 de Enero, para
celebrar el primero de año, la mitad del contenido; al día siguiente se sacó del
barril la mitad del resto; al tercer día se extrajo la mitad de lo que aún quedaba, y
así sucesivamente. ¿Qué cantidad de vino se sacó del barril el día 13 de Enero?.
P34.-Se deja caer una pelota desde un cuarto piso (12 m). La pelota en cada rebote
alcanza una altura igual a los 2/3 de la altura anterior.
¿Cuánto sube en el tercer rebote?. ¿Y en el sexto?.
Halla el término general de la progresión que forman las alturas alcanzadas.
Calcula la altura alcanzada en el quincuagésimo rebote.
Calcula los metros recorridos arriba y abajo por la pelota hasta que queda
quieta.
P35.-En una isla del pacífico reside una especie de quelonios en peligro de extinción.
Los biólogos afirman que cada año muere una sexta parte de la población y nace
un 10%. ¿En qué porcentaje disminuye cada año la población?. ¿Formarán las
poblaciones de estos quelonios durante los años venideros una progresión?. ¿De
qué tipo?. ¿De qué razón?.
P37.-Un jardinero tiene que echar un cubo de agua al pié de los treinta árboles que hay a
un lado del camino. Dos árboles, consecutivos, distan entre sí seis metros y el pozo
dista del primero diez metros. ¿Cuántos metros ha recorrido desde que llena el
primer cubo hasta que lo devuelve al lado del pozo después de regar el último?. ¿Y
si llevara dos cubos de cada vez?.
P41.-Para saldar una deuda de 18.631,38 €, una familia pagará 1.803,04 € al final del
primer año, 1.953,29 € al final del segundo año, 2.103,54 € al final del tercer año,
etc. ... ¿Cuánto tardará en saldar la deuda?.
P42.-Un balón de goma se eleva después de cada bote en el suelo hasta los tres quintos
de su altura inicial. Se deja caer desde cinco metros de altura:
¿A que altura se elevaría después de cuatro botes?.
Calcula la distancia que recorre entre subidas y bajadas en los diez primeros
botes.