11º ano

11º anoÁlgebraCompreendendo Sequências e Séries em Álgebra


Compreendendo sequências aritméticas


Introdução à sequência

Em matemática, uma sequência é um grupo de números organizados em uma ordem específica. Cada número na sequência é chamado de termo. Sequências podem seguir padrões, tornando mais fácil para nós prever números subsequentes ou descrever a sequência com uma fórmula.

O que é uma sequência aritmética?

Uma sequência aritmética é um tipo de sequência em que a diferença entre termos consecutivos é constante. Essa diferença é chamada de "diferença comum". Quando você conhece a diferença comum e pelo menos um termo na sequência, pode facilmente encontrar os outros termos.

Forma normal de uma sequência aritmética

A sequência aritmética pode ser descrita pela fórmula:

a_n = a_1 + (n - 1) cdot d

Onde:

  • a_n é o n-ésimo termo da sequência
  • a_1 é o primeiro termo da sequência
  • d é a diferença comum
  • n é a posição do termo na sequência

Diferença comum

A diferença comum é o centro das sequências aritméticas. É o valor que é continuamente adicionado (ou subtraído) para obter o próximo termo a partir do termo anterior.

Se uma sequência aritmética tem os seguintes termos: a_1, a_2, a_3, ..., então a diferença comum d pode ser calculada como:

d = a_2 - a_1 = a_3 - a_2 = ...

Exemplo

Considere a sequência: 5, 8, 11, 14, 17, ...

Aqui, a diferença comum d é 3 porque:

8 - 5 = 3, 11 - 8 = 3, 14 - 11 = 3, 17 - 14 = 3

Assim, com uma diferença comum de 3, 5 é seguido por 8, 11, 14 e assim por diante.

Encontrando um termo específico

Para encontrar qualquer termo em uma sequência aritmética, podemos usar a fórmula mencionada acima. Vamos ver como encontrar um termo específico com um exemplo.

Exemplo

Suponha que temos uma sequência aritmética onde o primeiro termo a_1 = 3 e a diferença comum d = 5. Vamos encontrar o 10º termo.
a_{10} = a_1 + (10-1) cdot d = 3 + 9 cdot 5 = 3 + 45 = 48

Portanto, o 10º termo é a_{10} 48.

Representação visual de sequências aritméticas

A_1 A_2 a_3 a_4 a_5 a_6

A linha dada acima representa uma sequência aritmética onde a diferença entre círculos consecutivos é a diferença comum. Cada círculo representa um termo.

Soma de uma sequência aritmética

Em muitos cenários, podemos precisar encontrar a soma de uma sequência aritmética. Para isso, usamos a fórmula para a soma dos primeiros n termos de uma sequência aritmética, que é:

S_n = (n / 2) cdot (a_1 + a_n)

Alternativamente, substitua a_n pela fórmula para o n-ésimo termo:

S_n = (n / 2) cdot [2a_1 + (n - 1) cdot d]

Exemplo

Continuando do exemplo anterior, encontre a soma dos primeiros 10 termos onde a_1 = 3 e d = 5.
n = 10
a_1 = 3
Primeiro, encontre a_{10}:
a_{10} = a_1 + 9 cdot 5 = 48
Agora encontre S_{10}:
S_{10} = (10 / 2) cdot (3 + 48) = 5 cdot 51 = 255

Assim, a soma dos primeiros 10 termos, S_{10}, é 255.

Sequências aritméticas na vida real

As sequências aritméticas não são apenas construções teóricas, mas também podem aparecer em situações práticas. Aqui estão alguns exemplos da vida real:

  • Poupança mensal onde o mesmo valor é economizado todo mês.
  • Depósito de uma quantia fixa de dinheiro regularmente em uma conta bancária.
  • Um relógio que avança alguns segundos todos os dias, criando um padrão previsível.
  • Fases de construção onde cada fase requer o mesmo número de etapas a mais do que a anterior.

Conclusão

Sequências aritméticas são um conceito importante em álgebra, fornecendo uma base para entender sequências e séries mais complexas. Com o conhecimento do primeiro termo e da diferença comum, você pode criar uma sequência completa e encontrar qualquer termo ou soma que desejar.

Ao compreender esse conceito fundamental, você abre as portas para explorar ideias matemáticas mais profundas e aplicações práticas, tornando as sequências aritméticas uma parte importante da matemática.


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