Progressão aritmética

Da Thinkfn

Uma progressão aritmética é uma sequência numérica em que cada termo, a partir do segundo, é igual à soma do termo anterior com uma constante r\,\!. O número r\,\! é chamado de razão da progressão aritmética, e vem do 'r' de resto.

Exemplos

Alguns exemplos de progressão aritmética:


  • P.a.(1,4,7,10,13,16,19,22,25,28,31,34,37,40,43,46,49,...)\,\!, onde r=3\,\!.


  • P.a.(-2,-4,-6,-8,-10,-12,-14,-16,-18,-20,-22,-24,-26,...)\,\!, onde r=-2\,\!.


  • P.a.(6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,...)\,\!, onde r=0\,\!.


Existem três tipos de progressão aritmética: crescente (r>0\,\!), constante (r=0\,\!) e decrescente (r<0\,\!).

Fórmula do termo geral de uma progressão aritmética

A fórmula do termo geral de uma progressão aritmética é expressa da seguinte forma:


a_n=a_1+(n-1).r\,\!


Explicação
  • O valor de qualquer termo é igual ao anterior mais a constante
  • O valor do segundo termo é igual ao primeiro mais a constante:


a_2=a_1+r\,\!


  • O valor do terceiro termo é igual ao segundo mais a constante:


a_3=a_2+r\,\!


a_2=a_1+r\,\!, portanto:


a_3=(a_1+r)+r\,\!


a_3=a_1+2r\,\!


  • O valor do quarto termo é igual ao terceiro mais a constante:


a_4=a_3+r\,\!


a_3=a_1+2r\,\!, portanto:


a_4=(a_1+2r)+r\,\!


a_4=a_1+3r\,\!


  • Como o número multiplicado pela constante é sempre a posição do termo menos 1, temos a fórmula:


a_n=a_1+(n-1).r\,\!


Outra fórmula útil expressa o n-ésimo termo em função do m-ésimo termo:


a_n = a_m + (n-m).r\,\!


Soma dos termos de uma progressão aritmética

A soma de todos os termos de uma progressão aritmética não infinita, a partir do primeiro, é calculada pela seguinte fórmula:


S_n=\frac{n.(a_1+a_n)}{2},\!


A soma dos termos entre a_p\,\! e a_q\,\! é:


S_{(p,q)}=\frac{(q-p+1).(a_p+a_q)}2\,\!


Diz a lenda que Gauss apercebeu-se desta fórmula na escola primária e utilizou-a para calcular imediatamente a soma dos números inteiros de 1 a 100. Ao apresentar sua resposta, o professor disse ser impossível o garoto ter realizado a tarefa em tão pouco tempo e duvidou da resposta de Gauss. O garoto só foi levado a sério no final da aula, quando os outros alunos obtiveram a resposta. Dizem também que Gauss chegou a ser punido fisicamente por questionar o professor [1].

Prova da fórmula

A soma dos termos dos extremos é igual à soma dos termos equidistantes deles. Expresse a p.a. de duas maneiras:


 S_n=a_1+(a_1+r)+(a_1+2r)+\dots\dots+(a_1+(n-2)r)+(a_1+(n-1)r)


 S_n=(a_n-(n-1)r)+(a_n-(n-2)r)+\dots\dots+(a_n-2r)+(a_n-r)+a_n


Adicione os dois lados da equação. Todos os termos envolvendo r se cancelam, e então ficamos com:


\ 2S_n=n(a_1+a_n)


Rearranjando e se lembrando que a_n = a_1 + (n-1)r, nós temos:


 S_n=\frac{n( a_1 + a_n)}{2}=\frac{n[ 2a_1 + (n-1)r]}{2}.


Interpolação Aritmética

É a ação de inserir ou interpolar uma quantidade de meios aritméticos entre extremos de uma progressão aritmética. A fórmula utilizada é:


a_n=a_k+(n-k).r\,\!


Tipos de progressões aritméticas

Progressão aritmética constante

Uma progressão aritmética constante é toda progressão aritmética em que todos os termos são iguais, sendo que para isso a razão r tem que ser sempre igual a zero.

Exemplos de progressão aritmética constante:

  • P.A. (5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,...) - razão r = 0
  • P.A. (0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,...) - razão r = 0

Progressão aritmética crescente

Uma progressão aritmética crescente é toda progressão aritmética em que cada termo, a partir do segundo, é maior que o termo que o antecede, sendo que para isso a razão r tem que ser sempre positiva e diferente de zero.

Exemplos de progressão aritmética crescente:

  • P.A. (2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,26,28,30,32,...) - razão r = 2
  • P.A. (3,6,9,12,15,18,21,24,27,30,33,36,39,42,45,...) - razão r = 3

Progressão aritmética decrescente

Uma progressão aritmética decrescente é toda progressão aritmética em que cada termo, a partir do segundo, é menor que o termo que o antecede, sendo que para isso a razão r tem que ser sempre negativa e diferente de zero.

Exemplos de progressão aritmética decrescente:

  • P.A. (6,4,2,0,-2,-4,-6,-8,-10,-12,-14,-16,-18,-20,-22,-24,-26,-28,...) - razão r = -2
  • P.A. (6,3,0,-3,-6,-9,-12,-15,-18,-21,-24,-27,-30,-33,-36,-39,-42,...) - razão r = -3


Ver também


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