Sequências geométricas e somas

Sequências geométricas e somas


sequência

uma sequência é um conjunto de coisas (normalmente números) que estão em ordem.

sequências geométricas

numa sequência geométrica cada termo é encontrado multiplicando o termo anterior por uma constante.

em geral, escrevemos uma sequência geométrica como esta:

{a, ar, ar2, ar3, …, }

em que:

  • a é o primeiro termo e
  • r é o fator entre os termos (o chamado “comum ratio”)

Mas cuidado, r não deve ser 0:

  • Quando r=0, obtemos a sequência {a,0,0,…} o que não é geométricas

A Regra

Nós também podemos calcular qualquer termo, utilizando a Regra:

xn = r(n-1)

(Nós usamos “n-1”, pois ar0 é para o 1º prazo)

Uma Seqüência Geométrica também pode ter menores valores:

Exemplo:

4, 2, 1, 0.5, 0.25, …,

esta sequência tem um factor de 0,5 (metade) entre cada número.

ua regra é xn = 4 × (0.5) n-1

Por Que sequência “geométrica”?,

Porque é como aumentar as dimensões em geometria:

uma linha é 1-dimensional e tem um comprimento de r
em 2 dimensões, uma praça tem uma área de r2
em 3 dimensões de um cubo tem volume r3
etc (sim, nós podemos ter 4 ou mais dimensões em matemática).,

sequências geométricas são por vezes chamadas de progressões geométricas (G. P.’s)

somando uma série geométrica

para somar estes:

a + ar + ar2 + … + ar(n-1)

(Cada termo é a arca, onde k começa em 0 e vai até n-1)

podemos usar este útil fórmula:


a é o primeiro termo
r é um “ratio” entre os termos
n é o número de termos

o Que é que engraçado Σ símbolo?, Ele é chamado de Notação Sigma

(chamado Sigma) significa “soma”

E abaixo e acima são mostrados os valores inicial e final:

Ele diz que “a Soma de n, onde n vai de 1 a 4. Resposta = 10

a fórmula é fácil de usar …, apenas “plug in” os valores de a, r e n

Usando a Fórmula

Vamos ver a fórmula na acção:

Exemplo: Grãos de Arroz em um Tabuleiro de Xadrez

Na página Dígitos Binários dar um exemplo de grãos de arroz em um tabuleiro de xadrez. Coloca-se a questão: quando colocamos arroz num tabuleiro de xadrez: 1 grão na primeira praça, 2 grãos na Segunda Praça, 4 grãos na terceira e assim por diante, 4 grãos na terceira e assim por diante…

… dobrando os grãos de arroz em cada quadrado …

…, quantos grãos de arroz no total?

Assim, temos:

  • a = 1 (primeiro termo)
  • r = 2 (dobra a cada hora)
  • n = 64 (64 quadrados em um tabuleiro de xadrez)

Assim:

Torna-se:

= 1-264-1 = 264 − 1

= 18,446,744,073,709,551,615

, Que era exatamente o resultado que conseguimos na Dígitos Binários página (graças a deus!)

e outro exemplo, desta vez com r inferior a 1:

por que a fórmula funciona?,

vamos ver por que a fórmula funciona, porque podemos usar um “truque” interessante que vale a pena saber.

First, call the whole sum “S”: S = A + ar + ar2 + … + ar (n-2)+ ar(n−1)
Next, multiplique S por r:S·R = ar + ar2 + ar3 + … + ar(n−1) + arn

nota que S E S·r são similares?agora subtrai-os!

Wow! Todos os Termos do meio cancelam.,
(Que é um truque)

subtraindo S·r de S, podemos obter um resultado simples:

S − S·r = a − arn

Vamos reorganizar-lo a encontrar S:

fatore S e a:S(1−r) = a(1−rn)
Dividir por (1−r):S = a(1−rn)(1−r)

Qual é a nossa fórmula (ta-da!):

séries geométricas infinitas

então o que acontece quando n vai para o infinito?,

podemos usar a seguinte fórmula:

Mas atenção:

r deve estar entre (mas não incluindo) -1 e 1

e r não deve ser 0, pois a sequência {a,0,0,…} não é geométricas

Então, o nosso infnite série geométrica tem uma soma finita quando a proporção é de menos do que 1 (e maior do que -1)

Vamos trazer de volta o nosso exemplo anterior, e veja o que acontece:

não acredita em mim? Basta olhar para este quadrado:

somando-se 12 + 14 + 18 + …acabamos com tudo!,

Recorrentes Decimal

Em outra página, pedimos “Não 0.999… equal 1?”, well, let us see if we can calculate it:

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