Funciones y Procesos Infinitos PROGRESIONES ARITMÉTICAS 1. La suma de los tres primeros términos de una progresión aritmética es 12 y la razón 16. Calcula el primer término. Solución: a1 + a2 + a3 = 12 d = 16 a1 =? a2 = a1 + d a3 = a2 + d = a1 + 2d luego a1 + a2 + a3 = 3a1 + 3d = 12 , y como d = 16 3a1 + 48 = 12 3a1 = -36 a1 = -12 2. Halla la suma de todos los números pares comprendidos entre 98 y 1002. Solución: Acá se tiene que a1 = 98, d = 2, an = 1002, y como an = a1 + (n – 1)d 1002 = 98 + (n – 1)2 904 = 2(n – 1) 452 = n – 1 n = 453 entonces S = (98 + 1002)·453/2 S = 1100·453/2 S = 249,150 3. Los dos primeros términos de una progresión aritmética son (a-b)2 y (a+b)2 . Halla la diferencia y la suma de los siete primeros términos. Solución a1 = (a – b)², a2 = (a + b)², d =?, S7 =? a2 = a1 + d a² + 2ab + b² = a² - 2ab + b² + d d = 4ab a7 = a1 + 6d a7 = a² -2ab + b² + 24ab a7 = a² + 22ab + b² por lo tanto S = (a² - 2ab + b² + a² + 22ab + b²)·7/2 S = (2a² + 20ab + 2b²)·7/2 S = 7(a² + 20ab + b²) 4. El último término de una progresión aritmética de 10 términos vale 16. La suma de todos sus términos vale 70. Calcula el primer término y la diferencia. Solución a10 = 16, S10 = 70, a1 =?, d =? a10 = a1 + 9d 16 = a1 + 9d a1 = 16 – 9d pero como S10 = 70 70 = (16 – 9d + 16)10/2 70 = (32 – 9d)·5 14 = 32 – 9d 9d = 18 d=2 entonces a1 = 16 – 18 a1 = -2 http://www26.brinkster.com/jccortesd/index.htm Funciones y Procesos Infinitos 5. El primer término de una progresión aritmética es 17, el último 12 y la diferencia 1/2. Averigua cuántos términos tiene esta progresión y cuánto vale su suma. Solución a1 = 17, an = 12 d = -½ , n =?, S =? an = a1 + (n – 1)d 17 = 12 + (n – 1)· -½ -5 = (n – 1)· -½ 10 = n – 1 n = 11 luego S = (17 + 12)·11/2 S = 29·11/2 S = 319/2 6. El primer término de una progresión aritmética de 8 términos es 4/25 y el último 1/4. Halla la suma de los 8 términos. Solución S8 = (4/25 + ¼ )·4 S8 = 41/100·4 S8 = 164/100 7. El primer término de una progresión aritmética es 1, el segundo 2 y la suma de todos sus términos 210. Averigua cuántos términos tiene esta progresión. Solución a1 = 1, a2 = 2, S = 210, n =? 210 = (1 + 2)·n/2 420 = 3n n = 140 8. El primer término de una progresión aritmética es a-2, la diferencia es 2-a y la suma de todos sus términos es 10-5a. Averigua cuántos términos tiene. Solución a1 = a – 2 d=2–a S = 10 – 5a n =? an = a1 + (n – 1)d an = a – 2 + (n – 1)(2 – a) an = a – 2 + 2n – an – 2 + a an = 2a – 4 + n(2 – a) an = 2(a – 2) – n(a – 2) luego 10 – 5a = [a – 2 + 2(a – 2) – n(a – 2)]·n/2 5(2 – a) = (a – 2)(3 – n)n/2 -5 = (3 – n)·n/2 -10 = 3n – n² n² - 3n – 10 = 0 (n – 5)(n + 2) = 0 n=5 9. Halla la suma de todos los múltiplos de 5 comprendidos entre 1 y 1000 (incluido). Solución a1 = 5 an = 1000 d=5 an = a1 + (n – 1)d 1000 = 5 + 5(n – 1) 995 = 5(n – 1) 199 = n- 1 n = 200 luego S = (5 + 1000)200/2 S = 1005·100 S = 100500 http://www26.brinkster.com/jccortesd/index.htm Funciones y Procesos Infinitos 10. En una progresión aritmética de 6 términos, el primero vale 2 y la suma de todos ellos es igual a la mitad del cuadrado del número de términos. Formar la progresión. Solución n=6 S=18 a1 = 2 an = a1 + (n – 1)d an = 2 + 5d y S = (a1 + an)·n/2 18 = (2 + 2 + 5d)·3 18 = (4 + 5d)·3 6 = 4 + 5d 5d = 2 d = 2/5 y la progresión es 2, 12/5, 14/5, 16/5, 18/5, 4 11. La suma de los cuatro términos de una progresión aritmética es 3 y el último término es 1. Halla los otros tres términos. Solución n = 4, a4 = 1, S4 = 3, a1=?, a2=?, a3=? a4 =a1 + 3d 1 = a1 + 3d pero como S4 = (a1 + a4)·2 3 = (1 – 3d + 1)·2 3 = (2 – 3d)·2 3/2 = 2 –3 d 3d = 2 – 3/2 3d = ½ d = 1/6 por lo tanto a1 = ½ a2 = 2/3 a3 = 5/6 12. En una progresión aritmética, el último término es 2+7 2 , la diferencia, 2 y la suma de todos los términos 14+28 2 . Halla el primer término y el número de términos de la progresión. Solución Al final 13. Interpola 6 medios aritméticos entre 32 y 70. Solución 32, _, _, _, _, _, _, 70 se trata de una PA de a1 = 32, an = 70, n = 8 an = a1 + (n – 1)d 70 = 32 + 7d 7d =38 d = 38/7 luego la PA es 32, 262/7, 300/7, 338/7, 376/7, 414/7, 452/7, 70 14. ¿Cuántos números impares consecutivos, después del 7, suman 135? Solución a1 = 7 d = 2, S = 135, n =? an = a1 + (n – 1)d an = 7 + 2(n – 1) y como S = 135 135 = [7 + 7 + 2(n – 1)]·n/2 270 = [14 + 2(n – 1)]·n 270 = 2[7 + n – 1]·n http://www26.brinkster.com/jccortesd/index.htm Funciones y Procesos Infinitos 135 = n(6+ n) 135 = 6n + n² n² + 6n – 135 = 0 n=9 15. Halla la suma de los veinte primeros múltiplos de 3. Solución a1 = 3, d = 2, n = 20 S =? an = a1 + (n – 1)d an = 3 + 19·2 an = 3 + 38 an = 41 por lo tanto S = (3 + 41)·10 S = 440 16. Los coeficientes de una ecuación de segundo grado y el término independiente forman una progresión aritmética. La suma de las raíces representa la tercera parte de la suma de los términos de la progresión y el producto de las raíces excede en 7 unidades al coeficiente del segundo término. ¿Cuál es la ecuación? Solución Consideremos la ecuación ax² + bx + c = 0, en la cual se tiene que b= a+d c = a + 2d como la suma de las raíces (α + β), sabemos que vale –b/a, tenemos _ a + d = _ a + a + d + a + 2d a 3 y como el producto de las raíces (αβ) vale c/a, tenemos que a + 2d = a + d + 7 a es decir _ a + d = 3a + 3d a 3 - a + d = ( a + d) (1) a y a + 2d = a(a + d + 7) (2) de (1) se tiene que a = -1, reemplazando en (2) -1 + 2d = -1(-1 + d + 7) -1 + 2d = -6 – d 3d = -5 d = -5/3 y los coeficientes son a = -1 b = --8/3 c = --13/3 17. Los primeros términos de una progresión aritmética son: -30, -19, -8, … Halla dos términos consecutivos de dicha progresión cuyas raíces cuadradas se diferencien en una unidad. Solución a1 = -30 a2 = -19 a3= -8 , entonces d = 11 x − x − 11 = 1 x − 1 = x − 11 ()² x − 2 x + 1 = x − 11 12 = 2 x x = 36 http://www26.brinkster.com/jccortesd/index.htm Funciones y Procesos Infinitos Y los términos consecutivos son 25 y 36 18. Al preguntar a un empleado cuánto tiempo llevaba trabajando en una empresa, contestó: "No lo sé; sólo puedo decir que llevo cobrados 174.000 €, que este año me han dado 14.400€ y que cada año he tenido un aumento de salario, respecto al anterior de 600 €." ¿Cuántos años lleva trabajando en esa empresa? Solución Se trata de una PA en la que S = 174,000, an = 14,400 y d = 600, n =? an = a1 + (n – 1)d 14, 400 = a1 + 600(n – 1) a1 = 14,400 – 600(n – 1) y como S = 174,000 S = (a1 + an)n/2 174,000 = [(14,400 – 600(n – 1) + 14,400)]n/2 348,000 = [28,800 – 600(n – 1)]n 348,000 = 28,800n – 600n(n – 1) /:100 3480 = 288n – 6n(n – 1) 580 = 48n – n² + n n² - 49n + 532 = 0 y n = 20 19. A las nueve de la noche terminó una de las sesiones del Congreso, y en el tiempo que duró la sesión dio el reloj 48 campanadas. ¿A qué hora empezó la sesión si el reloj da las horas y las medias horas (éstas con una sóla campanada)? Solución Acá hay involucradas 2 situaciones. Una la que marca las horas con un número de campanadas igual a la hora que marca y otra que marca una campanada a la media hora. an = 9 d = 1 S = 48 an = a1 + (n – 1)d 9 = a1 + n – 1 a1 = 10 – n la suma de las campanadas es igual a la suma de las campanadas de la hora mas las medias horas (un toque) S = (a1 + an)n/2 + n 48 = [10 – n + 9)n/2 + n 48 = (19 – n)n/2 + n 96 = n(19 – n) + n 96 = 19n – n² + n n² - 20n + 96 = 0 n = 12 20. Una persona, no pudiendo pagar de una vez una deuda de 12950 €, propone a su acreedor pagarle 600 € al final del primer mes y cada mes 50 € más que el mes anterior. ¿En cuántos meses se cancelará la deuda y cuál será el importe del último pago? Solución Se trata de una PA en la que a1 = 600, d = 50 y S = 12950 an = a1 + (n – 1)d an = 600 + 50(n – 1) an = 600 + 50n – 50 an = 550 + 50n entonces 12950 = [600 + 550 + 50n]n/2 25900 = n(1150 + 50n) 25900 = 1150n + 50n² /:50 518 = 23n + n² n² + 23n – 518 = 0 n = 14 La deuda la cancela en 14 meses http://www26.brinkster.com/jccortesd/index.htm Funciones y Procesos Infinitos 21. Justifica si la sucesión cuyos primeros términos son los siguientes es una n2 −1 n 2 +1 n2 + 2 progresión aritmética: , n, , , ... n n n Solución Para estar seguros que es una PA debe tenerse que la diferencia de dos elementos consecutivos es constante n² − 1 n² − n² + 1 1 = = n n n n² + 1 n² + 1 − n² 1 a3 − a2 = −n= = n n n n ² + 2 n² + 1 n² + 2 − n ² − 1 1 a 4 − a3 = − = = n n n n a 2 − a1 = n − Por lo tanto es una PA 13 11 22. Hallar el término que ocupa el lugar 100 en la progresión − 5, − , − , − 3, ... 3 3 Solución a1 = -5 d = 2/3 n = 100 an = a1 + (n – 1)d an = -5 + 99·2/3 an = -5 + 66 an = 61 23. Encontrar los cinco primeros términos de una progresión aritmética sabiendo que el décimo término vale 60 y la diferencia vale 3. Solución a10 = 60 d = 3 a10 = a1 + (n – 1)d 60 = a1 + 27 a1 = 33 y los 5 primeros términos son 33, 36, 39, 42,...... 24. Halla la suma de todos los números impares comprendidos entre 100 y 200. Solución a1 = 101 an = 199 d=2 an = a1 + (n – 1)d 199 = 101 + 2(n – 1) 199 = 101 + 2n – 2 199 = 99 + 2n 100 = 2n n = 50 entonces S = (101 + 199)·50/2 S=7500 25. En una progresión aritmética el primer término vale 3 y la diferencia es 2. Averigua cuántos términos de esta sucesión hay que sumar para que el resultado sea 10200. Solución a1 = 3 d = 2, S = 10200 an = a1 + (n – 1)d an = 3 + 2(n – 1) an = 3 + 2n – 2 an = 1 + 2n luego 10200 = [3 + 1 + 2n]n/2 http://www26.brinkster.com/jccortesd/index.htm Funciones y Procesos Infinitos 20400 = (4 + 2n)n 20400 = 4n + 2n² 10200 = 2n + n² n² + 2n – 10200 = 0 n = 100 26. La suma de los 18 términos de una progresión aritmética es 549 y el producto de los términos extremos (el primero y el último) es 280. Calcula la diferencia de la progresión y el valor de esos términos extremos. Solución S18 = 549 a1·a18 = 280 d =? a1 =? a18 =? 549 = 9(a1 + a18) a1 + a18 = 61 a1·a18 = 280 de la primera a18 = 61 – a1 reemplazando en la segunda a1(61 – a1) = 280 61a1 – a²1 = 280 a²1 – 61a1 + 280 = 0 a1 = 5 a18 = 56 56 = 5 + 17d 51 = 17d d=3 27. Construye una progresión aritmética de 5 términos, sabiendo que el tercero vale 1 y la diferencia entre los extremos es 12. Solución a3 = 1 a5 – a1 = 12 1 = a1 + 2d 1 = a1 + 2d a1 = 1 – 2d a5 = a3 +2d a5 = 1 + 2d entonces 1 + 2d – (1 – 2d) = 12 1 + 2d – 1 + 2d = 12 4d = 12 d=3 y la progresión entonces es -5, -2, 1, 4, 7 28. Calcula el primer término y la diferencia de una progresión aritmética de 100 términos, sabiendo que el último de los términos vale 199 y la suma de todos ellos vale 10000. Solución a100 = 199 S = 10,000 a1 =? d =? 10,000 = (a1 + 199)·50 200 = a1 + 199 a1 = 1 y 199 = 1 + 99d 198 = 99d d=2 29. Demostrar que la suma de los n primeros números impares es igual a n2 . Solución a1 = 1 d=2 an = 1 + 2(n – 1) http://www26.brinkster.com/jccortesd/index.htm Funciones y Procesos Infinitos an = 1 + 2n – 2 an = 2n – 1 luego S = (1 + 2n – 1)·n/2 S = 2n²/2 S = n² 30. Hallar el cuarto término de una progresión aritmética de la que se sabe que la suma de sus 2 primeros términos es 4 y la suma de sus 3 primeros términos es 3. Solución a1 + a2 = 4 a1 + a2 + a3 = 3 se tiene entones que a3 = -1 luego a2 = a1 + d a3 = a1 + 2d se tiene a1 + a1 + d = 4 a1 + 2d = -1 es decir 2a1 + d = 4 a1 + 2d = -1 multiplicando por –2 la segunda y restándosela a la primera -3d = 6 d = -2 por lo tanto a1 = 3 a2 = 1 a3= -1 a4 = -3 31. El primer término de una progresión aritmética es 117; el último es –30 y la suma de todos los términos es 2175. Averigua el número de términos de la progresión y la diferencia. Solución a1 = 117 an = -30 S = 2175 n =? d =? an = a1 + (n – 1)d -30 = 117 + (n – 1)d por otro lado 2175 = [a1 + a1 + (n – 1)d]n/2 2175 = 87n/2 4350 = 87n n = 50 por lo tanto -147 = 49d d = -3 32. Calcula las longitudes de los lados de un triángulo rectángulo sabiendo que están en progresión aritmética y que el menor de ellos mide 8 cm. Solución Sean a = 8 b=8+dy c = 8 + 2d Como el triángulo es rectángulo debe satisfacer el teorema de pitágoras, luego (8 + 2d)² = (8 + d)² + 64 64 + 32d + 4d² = 64 + 16d + d² + 64 3d² + 16d – 64 = 0 luego d = 8/3 y los lados son a = 8 b = 32/3 c = 40/3 33. Calcula la suma de todos los múltiplos de 13 comprendidos entre 500 y 7800. Solución a1 = 507 d = 13 an = 7800 an = a1 + (n – 1)d 7800 = 507 + 13(n – 1) http://www26.brinkster.com/jccortesd/index.htm Funciones y Procesos Infinitos 7293 = 13(n – 1) 561 = n – 1 n = 562 luego S = (507 + 7800)·562/2 S = 2334267 34. Una progresión aritmética consta de 3 términos. Su suma vale 27 y la suma de sus 511 cuadrados vale . Calcula los tres términos. 2 Solución Sean a1 = x – d a2 = x a3 = x + d, entonces x – d + x + x + d = 27 3x = 27 x=9 y por otro lado (x – d)² + x² + (x + d)² = 511/2 reemplazando (9 – d)² + 81 + (9 + d)² = 511/2 81 – 18d + d² + 81 + 81 + 18d + d² = 511/2 243 + 2d² = 511/2 2d² = 25/2 d² = 25/4 d = 5/2, o –5/2 por lo tanto los tres términos son a1 = 13/2 a2 = 5/2 a3 = 23/2 o bien a1 = 23/2 a2 = 5/2 a3 = 13/2 35. Halla el primer término de una progresión aritmética de la que se sabe que el término que ocupa el lugar 11 es el doble del que ocupa el lugar 7, y la diferencia de la progresión es 0’5. Solución 36. En una progresión aritmética los términos que ocupan los lugares 3 y 5 suman 64, y los que ocupan los lugares 2 y 7 suman 70. Calcula dichos términos y la diferencia de la progresión. 37. Un coronel que manda 3003 soldados quiere formarlos en triángulo, de manera que la primera fila tenga 1 soldado, la segunda 2, la tercera 3 y así sucesivamente. ¿Cuántas filas tendrá la formación? 38. Calcular cuántos días estuvo trabajando un camarero en un establecimiento sabiendo que el primer día recibió una gratificación de 10 €, y que cada día que pasaba recibía 3 € más de gratificación, llegando a cobrar el último día 55 €. 39. Encontrar los 6 términos de una progresión aritmética de la que se sabe que la suma de los 3 primeros vale 3 y la suma de los tres últimos vale 39. 40. Comprobar que {x2 – 2x + 1, x2 + 1, x2 + 2x +1, ...} es una progresión aritmética y calcular el 5º término. 41. Los ángulos de un hexágono están en progresión aritmética y el menor mide 40º. Halla los demás. 42. Las cinco cifras de un número están colocadas en progresión aritmética. Sabiendo que la suma de los valores absolutos de todas sus cifras es 20 y que la primera es el doble de la tercera halla dicho número. 43. Interpola cuatro medios diferenciales entre 7 y 22. (Se trata de construir una progresión aritmética de 6 términos de manera que el primero valga 7 y el último 22). 1 3 44. Interpola ocho medios diferenciales entre y 2 4 n −1 n − 2 n − 3 45. Halla la suma de los n primeros términos de la sucesión , , , ... n n n http://www26.brinkster.com/jccortesd/index.htm Funciones y Procesos Infinitos 46. La suma de los términos de una progresión aritmética es 169 y su término central vale 13. Averigua cuántos términos tiene esta progresión. http://www26.brinkster.com/jccortesd/index.htm