Lezione 17 — Progressioni aritmetiche (PA)
Sequenza con differenza costante. Termine generale, somma di termini (Gauss), applicazioni finanziarie e fisiche.
Used in: 1.º ano EM (15 anos) · Equiv. Math I japonês · Equiv. Klasse 10 alemã
Rigorous notation, full derivation, hypotheses
Definição e fórmulas
Termo geral
Demonstrável por indução em . Equivalente a para qualquer índice .
Soma dos primeiros termos
Demonstração (Gauss criança, 1789): escreva duas vezes — em ordem crescente e decrescente:
Somando termo a termo: , pois cada par soma . ∎
Propriedades
- Média aritmética: três termos consecutivos satisfazem .
- Crescente se , decrescente se , constante se .
- Soma dos extremos = soma dos termos equidistantes: .
Esempio numérico
PA com , : termos
. .
Soma de potências (preview)
Esempi risolti
Cinco exemplos com dificuldade crescente — do termo geral direto à modelagem física com queda livre. Cada exemplo cita o livro aberto que originou o problema.
Exercise list
40 exercises · 10 with worked solution (25%)
- Ex. 17.1Application
PA com e . Calcola .
- Ex. 17.2Application
PA com e . Calcola .
- Ex. 17.3Application
Em uma PA, e . Determina e .
- Ex. 17.4Application
Em uma PA, e . Determina o termo geral.
- Ex. 17.5Application
Quantos termos tem a PA finita ?
- Ex. 17.6Application
A PA tem termo geral . Quais são e ?
- Ex. 17.7ApplicationAnswer key
PA com , e . Calcola .
- Ex. 17.8ApplicationAnswer key
Determina tal que , , formem, nessa ordem, uma PA. (Use a propriedade da média.)
- Ex. 17.9Application
Em uma PA, e . Calcola e .
- Ex. 17.10ApplicationAnswer key
Insira 4 meios aritméticos entre 3 e 18.
- Ex. 17.11ApplicationAnswer key
Calcola .
- Ex. 17.12Application
Calcola — o problema clássico de Gauss.
- Ex. 17.13Application
Calcola a soma dos pares: .
- Ex. 17.14ApplicationAnswer key
Calcola a soma dos ímpares: .
- Ex. 17.15Application
Calcola a soma dos 30 primeiros termos da PA
- Ex. 17.16Application
Em uma PA, e . Calcola .
- Ex. 17.17Application
Calcola .
- Ex. 17.18Application
Quantos termos é necessário somar da PA para obter total ?
- Ex. 17.19Application
Calcola a soma dos múltiplos de 3 entre 1 e 100.
- Ex. 17.20Application
A soma dos primeiros termos de uma PA é . Determina o termo geral .
- Ex. 17.21Modeling
Você economiza R$ 50 no primeiro mês, R$ 60 no segundo, R$ 70 no terceiro, e assim por diante. Quanto economizou em 2 anos (24 meses)?
- Ex. 17.22Modeling
Um teatro tem 20 fileiras: a primeira tem 25 lugares, e cada fileira seguinte tem 3 a mais. Quantos lugares no total?
- Ex. 17.23Modeling
Em queda livre, a distância percorrida no -ésimo segundo é , com m/s². Verifica que forma PA e calcule a distância total em 5 segundos.
- Ex. 17.24ModelingAnswer key
Um relógio bate as horas: 1 batida à 1h, 2 às 2h, ..., 12 às 12h. Quantas batidas em 12 horas?
- Ex. 17.25Modeling
Salário inicial R$ 3.500/mês com aumento anual fixo de R$ 300. Total acumulado (mensalidades somadas) em 10 anos?
- Ex. 17.26Modeling
Uma estaca de prédio mede 0,5 m no primeiro nível, 1 m no segundo, 1,5 m no terceiro, etc. Quantos níveis para a soma total ser 50 m?
- Ex. 17.27Modeling
Inflação mensal: , , , ... Inflação acumulada em 12 meses (aproximação linear via PA).
- Ex. 17.28Modeling
Soma dos números de 1 a 1.000. Use Gauss.
- Ex. 17.29Modeling
Decomposição de tarefas: na primeira hora, 50 tarefas; cada hora seguinte rende 5 a menos por cansaço. Quantas tarefas em 8 h?
- Ex. 17.30ModelingAnswer key
Em uma fileira de árvores plantadas a cada 5 m, quanta cerca para conectar 100 árvores em sequência?
- Ex. 17.31Proof
Demonstre por indução que .
- Ex. 17.32Proof
Demonstre por indução que se é PA com razão , então .
- Ex. 17.33ChallengeAnswer key
Encontre uma PA tal que e .
- Ex. 17.34ChallengeAnswer key
Mostra che numa PA com razão , sempre que .
- Ex. 17.35Challenge
Use a fórmula da soma para calcular .
- Ex. 17.36Modeling
Uma pirâmide tem tijolos no topo (1) e cresce 1 por nível até a base. Quantos tijolos no total se a base tem 60 fileiras?
- Ex. 17.37Application
Calcola a soma dos primeiros 100 números ímpares.
- Ex. 17.38Understanding
"Em toda PA, a sequência das diferenças é constante." Verdadeira ou falsa?
- Ex. 17.39Understanding
Em uma PA finita com 49 termos, qual é a posição do termo central?
- Ex. 17.40ChallengeAnswer key
Em uma PA decrescente () com , encontre o maior tal que . Expresse em função de e .
Fontes
Apenas livros que alimentaram diretamente o texto e os exercícios.
- OpenStax — College Algebra 2e — Jay Abramson et al. · 2022, 2.ª ed · EN · CC-BY 4.0 · §9.2 (Arithmetic Sequences), §9.4 (Series and Their Notations). Fonte primária dos exercícios e Esempios 1, 3 e 5.
- Stitz–Zeager — Precalculus — Carl Stitz, Jeff Zeager · 2013, v3 · EN · CC-BY-NC-SA · §9.1–9.2 (Sequences and Summation Notation). Fonte do Esempio 2 e exercícios estruturais.
- Hammack — Book of Proof — Richard Hammack · 2018, 3.ª ed · EN · livre · cap. 10 (Mathematical Induction). Fonte das demonstrações 17.31, 17.32, 17.34.
- OpenStax — College Physics 2e — Paul Peter Urone et al. · 2022 · EN · CC-BY 4.0 · §2.7 (Falling Objects). Fonte do Esempio 5 e do exercício 17.23 (queda livre).
- Wikilivros — Matemática elementar (Progressões aritméticas) — vivo · PT-BR · CC-BY-SA. Referência em português para insertion of arithmetic means e exercícios práticos.
- Active Calculus — Matt Boelkins · 2024, ed. 2.0 · EN · CC-BY-NC-SA · §8.2 (Sequences) — leitura adicional para a Porta 25 e ponte com lição 19.