Pregunta 1.1 Encuentra la suma de las siguientes series hasta el infinito:
Solución:
serie dada:
Está en forma de progresión geométrica donde el primer término = 1 y la razón común = -1/3
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S= donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
S=
=
=3/4
De este modo,
Pregunta 1.2 Encuentra la suma de las siguientes series hasta el infinito:
Solución :
serie dada
Está en forma de progresión geométrica donde el primer término = 8 y la razón común = 1/√2
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
S=
=
= 8√2(√2+1)
=16+8√2
Por lo tanto, =16+8√2
Pregunta 1.3 Encuentra la suma de las siguientes series hasta el infinito:
Solución:
serie dada
⇒
Estas dos ecuaciones están en forma de progresión geométrica.
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
S=
=
=
=25⁄24
De este modo,
Pregunta 1.4 Encuentra la suma de las siguientes series hasta el infinito: 10-9+8.1-7.29+……….∞
Solución:
Serie dada: 10-9+8.1-7.29+……….∞
⇒
Las series anteriores están en Progresión Geométrica con primer término=10 y razón común=-9⁄10
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
⇒ S=
⇒ S=100⁄19
De este modo
Pregunta 1.5 Encuentra la suma de las siguientes series hasta el infinito:
Solución:
serie dada:
⇒
Estas dos ecuaciones están en forma de progresión geométrica.
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
⇒
⇒
⇒ 3⁄8+1⁄24
⇒ 10⁄24
De este modo,
Pregunta 2: Demuestra que
Solución:
Consideremos el lado izquierdo de la ecuación dada
⇒
⇒
La ecuación está en forma de progresión geométrica donde el primer término = 1⁄3 y la razón común = 1⁄3
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
⇒
⇒
⇒ 3= Lado derecho de la ecuación dada
Así probamos que
Pregunta 3: Demuestra que
Solución:
Consideremos el lado izquierdo de la ecuación dada
sea S=
S=
Denotando los términos en potencia con x
x= ecuación-(1)
Podemos ver claramente que esta ecuación no está ni en GP ni en AP. Pero el numerador de esta ecuación está en AP y el denominador en GP
multipliquemos (1) por 1/2
ecuación-(2)
Restemos (2) de (1)
x=
Esta ecuación tiene la forma de progresión geométrica donde el primer término = 1/2 y la razón común = 1/2
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
⇒x=
⇒x=
⇒x=1
⇒S=2=Lado derecho de la ecuación
Así probamos que
Pregunta 4: Si S p denota la suma de la serie 1+r p +r 2p +…….∞ y s p la suma de la serie 1 – r p +r 2p +…….∞. Demuestre que S p + s p = 2S 2p.
Solución:
Dado S p =1+r p +r 2p +…….∞
La ecuación anterior está en progresión geométrica donde el primer término = 1 y la razón común = r p
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común donde r<1
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
aquí |r|<1 ⇒|r p |<1
S p = ecuación-(1)
y sp =1 – rp +r 2p +…….∞
La ecuación anterior está en progresión geométrica donde el primer término = 1 y la razón común = -r p
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común donde r<1
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
aquí |r|<1 ⇒|r p |<1
s p = ecuación-(2)
al sumar (1) y (2)
S pag +s pag =
=
=
= ecuación-(3)
De (1) podemos escribir =S 2p
De (3), podemos escribir que S p +s p =2S 2p
Por lo tanto probado.
Pregunta 5: Encuentra la suma de los términos de un GP decreciente infinito en el que todos los términos son positivos, el primer término es 4 y la diferencia entre el tercer y quinto término es igual a 32⁄81
Solución:
Sea a el primer término de GP y r la razón común
sabemos que el enésimo término de un GP está dado por a n =ar n-1
Dado a=4 y a 5 -a 3 =
Aquí a 5 = 4r 4 , a 3 = 4r 2
⇒ 4r 4 -4r 2 =32⁄81
⇒ 4r 2 (r 2 -1)=32⁄81
⇒ r 2 (r 2 -1)=8⁄81
sea x=r 2
⇒ x(x-1)=8⁄81
⇒ 81x 2 -81x-8=0
al usar la fórmula de la ecuación cuadrática para resolver la ecuación anterior, obtenemos
x=
⇒x=
⇒ x=18⁄162 o x=144⁄162
⇒ x=1⁄9 o x=8⁄9
⇒ r 2 = 1⁄9 o r 2 = 8⁄9
⇒ r=1⁄3 o r=2√2/3
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Tomemos el primer caso a=4 y r=1⁄3
Entonces, S=
⇒ S=6
Ahora, en el segundo caso a=4 y r=
Entonces, S=
⇒ S=
Así, la suma de los términos de un GP decreciente infinito en el que todos los términos son positivos son 6 y
Pregunta 6: Exprese el decimal periódico 0.125125125…. como un número racional.
Solución:
Sea x=0.125125125…… eq-(1)
Aquí 125 es el término repetido
Entonces, multipliquemos ambos lados de la ecuación con un número tal que la parte repetitiva completa del número venga después del decimal.
multipliquemos (1) por 1000 en ambos lados, obtenemos
1000x=125.125125125…… ecuación-(2)
restemos (1) de (2)
1000x-x=125.0000
999x=125
x=125⁄999
Así, 0.125125125…. se puede expresar como 125/999
Pregunta 7: Encuentra el número racional cuya expansión decimal es
Solución:
Sea x=0.423333333………… eq-(1)
aquí 3 es la parte que se repite.
Así que multipliquemos ambos lados de la ecuación (1) con un número tal que la parte repetitiva completa viene después del decimal
Multipliquemos (1) por 100
100x =42.33333………. ecuación-(2)
restemos (1) de (2)
100x-x=(42.3333333………..)-(0.4233333….)
99x = 41,91
x=41,91/99
x=4191/9900
El número racional cuya expansión decimal es 4191/9900
Pregunta 8-1: Encuentra el número racional que tiene la siguiente expansión decimal es
Solución:
sea x=0.333333333333………..
x=0.3+0.03+0.003+………∞
x=3(0.1+0.01+0.001+……..∞)
x=
La ecuación anterior está en Progresión Geométrica con razón común=1⁄10 y primer término=1⁄10
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
x=
x=3×1⁄9
x=1⁄3
El número racional que tiene expansión decimal es 1⁄3
Pregunta 8-2: Encuentra el número racional que tiene la siguiente expansión decimal es
Solución:
sea x=0.231231231………. ecuación-(1)
x=0.231+0.000231+0.000000231+……..∞
x=231(0.001+0.00001+0.0000001+……∞)
x=
La ecuación anterior está en forma de progresión geométrica con el primer término = 1⁄1000 razón común = 1⁄1000
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
x=
=
x=231/999
El número racional con expansión decimal es 231/999
Pregunta 8-3: Encuentra el número racional que tiene la siguiente expansión decimal es
Solución:
sea x=3.5222222……..
x=3,5+0,02+0,002+0,0002+…….∞
x=3,5+2(0,01+0,001+0,0001+…………∞)
sea s= 0.01+0.001+0.0001+…………∞
s=
La ecuación anterior está en forma de progresión geométrica con el primer término = 1⁄100 y la razón común = 1⁄10
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
s=
s = 1⁄90
x=3.5+2s
=3.5+2×1⁄90
=35⁄10+1⁄45
=(315+2)/90
=317/90
El número racional con expansión decimal es 317/90.
Pregunta 8-4: Encuentra el número racional que tiene la siguiente expansión decimal es
Solución:
sea x=0.688888……….
x=0.6+0.08+0.008+0.0008+0.00008+…….∞
x=0.6+8(0.01+0.001+0.0001+……..∞)
sea s=0.01+0.001+0.0001+…………∞
s=
La ecuación anterior está en forma de progresión geométrica con el primer término = 1⁄100 y la razón común = 1⁄10
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
Así, al sustituir el valor de a y r en esa fórmula
s=
=1⁄90
x=0.6+8s
=0.6+8×1⁄90
=62⁄90
El número racional que tiene expansión decimal es 62/90
Pregunta 9: Un lado de un triángulo equilátero mide 18 cm. Los puntos medios de los lados se unen para formar otro triángulo cuyos puntos medios, a su vez , se unen para formar otro triángulo más. El proceso continúa indefinidamente. Encuentra la suma de los (i) perímetros de todos los triángulos (ii) Áreas de todos los triángulos.
Solución:
Según el teorema del punto medio, los lados de cada triángulo formado al unir los puntos medios de un triángulo equilátero son la mitad de los lados del triángulo equilátero.
Así, los lados de los triángulos equiláteros formados son 18 cm, 9 cm, 4,5 cm, 2,25 cm, …………….
i) Suma de perímetros de todos los triángulos
Sea P la suma de los perímetros de todos los triángulos
P=3×18+3×9+3×4.5+3×2.25+………….∞
=3(18+9+9/2+9/4+……….∞)
Está en forma de GP con primer término=18 y razón común=1⁄2
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
donde a=primer término y r=razón común
P=3( )
=3(18×2)
=3(36)=108
Por lo tanto, la suma de los perímetros de todos los triángulos = 108 cm
ii) Suma de Áreas de todos los triángulos
Sabemos que el área del triángulo equilátero =√3/4(a 2 )
donde a es la longitud del lado del triángulo equilátero.
Sea A la suma de las áreas de todos los triángulos
A= √3/4(18) 2 +√3/4(9) 2 +√3/4(4.5) 2 +√3/4(2.25) 2 +……………….∞
=√3/4((18) 2 +(9) 2 +(4.5) 2 +(2.25) 2 +…………∞)
Está en forma de GP con primer término=(18) 2 y razón común=1⁄4
Sabemos que la suma de los términos de GP hasta el infinito es S=
A=
= (√3/3)×18 2
= 324/√3
= 108√3cm2
Por tanto, la Suma de las Áreas de todos los triángulos =108√3cm 2
Pregunta 10: Encuentra un GP infinito cuyo primer término sea 1 y cada término sea la suma de todos los términos que le siguen
Solución:
Dado el primer término = 1
Sea r la razón común
También dado cada término es la suma de todos los términos que le siguen
⇒ un norte =[un norte+1 +un norte +2 +un norte +3 +………………∞] ∀ norte∈ norte
⇒ ar n-1 =ar n +ar n+1 +ar n+2 +……………..∞ [ya que hay en GP]
⇒ rn -1 = rn +rn+ 1 + rn +2 + ………… ..∞
⇒ rn -1 =
⇒ rn -1 (1-r)= rn
⇒ rn – 1 -rn = rn
⇒rn -1 = 2rn
⇒ 1=2r
⇒r=1⁄2
Ahora, la serie infinita será a,ar,ar 2 ,ar 3 ………..∞
Y así el GP infinito es 1,1⁄2,1⁄4,1⁄8,…………………….∞
Pregunta 11: La suma de los dos primeros términos de GP infinito es 5 y cada término es tres veces la suma de los términos sucesivos. Encuentra el médico de cabecera
Solución:
Sea el primer término a y la diferencia común sea r en un GP infinito dado
Dado un 1 + un 2 = 5
⇒ a+ar=5 -(yo)
Además, Dado, a n =3[a n+1 +a n+2 +a n+3 +………∞] ∀ n∈ N
⇒ arn -1 =3[arn +1-1 +arn +2-1 + arn +3-1 +………..∞]
=3[ arn +arn+1 + arn +2 + ………… .∞ ]
=3ar n [1+r+r 2 +………….∞]
=3ar n \frac1{1-r}
ar n-1 =3ar n \frac1{1-r}
⇒ r -1 =3⁄1-r
⇒ 1-r=3r
⇒ 1=4r
⇒r=1⁄4
Al sustituir el valor de r en (i)
⇒ a+a(1⁄4)=5
⇒ a(1+1⁄4)=5
⇒ a(5⁄4)=5
⇒ a=4
Ahora, los términos de GP serán a,ar,ar 2 ,ar 3 ,………………∞
Así, los términos de GP serán 4,1,1⁄4,1⁄16…………∞
Pregunta 12: Muestre que en un GP infinito con una razón común r(|r|<1), cada término tiene una razón constante a la suma de todos los términos que le siguen.
Solución:
Consideremos una serie GP infinita cuyos términos son a 1 ,a 2 ,a 3 ,a 4 ,a 5 …………∞ y razón común r(|r|<1).
Además, supongamos que la suma de todos los términos que siguen a cada término será S 1 ,S 2 ,S 3 ,S 4 ………….∞
sabemos que 1+r+r 2 +r 3 +r 4 +………………..∞=1⁄1-r
Ahora, S 1 = =
S 2 = =
S 3 = =
⇒ a 1 /S 1 = =(1-r)/r
⇒a 2 /S 2 = =(1-r)/r
⇒ a 3 /S 3 = =(1-r)/r
Podemos observar claramente que a n /S n =constante
Así, demostramos que la razón de cada término a la suma de todos los términos que le siguen son constantes.
Pregunta 13: Si S denota la suma de infinitos GP S 1 denota la suma de los cuadrados de sus elementos, entonces demuestre que el primer término y la razón común son respectivamente y
Solución:
Consideremos una serie GP infinita
Sea a el primer término y r la razón común en la serie GP.
Dado
a+ar+ar 2 +ar 3 +…………..∞=S
⇒ a(1+r+r 2 +r 3 +…………..∞)=S
⇒ a(1⁄1-r)=S eq-(1)
también dado
S 1 =a 2 +a 2 r 2 +a 2 r 4 +…………..∞
=a 2 (1+r 2 +r 4 +………….∞)
= un 2 ( )
= ×
S 1 =S×( ) ecuación-(2)
Divida (2) por (1)
S1 / S =
=
⇒ (1-r)S 2 =(1+r)S 1
⇒ S 2 -S 1 =r(S 2 +S 1 )
⇒r=
Al sustituir el valor de r en (1)
S=
S =
S=
2SS 1 =a(S 2 +S 1 )
⇒ a=
Así, probamos que a= y r=
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por prasanthinidamarthy y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA