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PROGRESSÃO GEOMÉTRICA (PG), Notas de estudo de Cálculo

O quinto termo da PG. 09. O oitavo e o décimo termos de uma sequência numérica são, respectivamente, 640 e 2560. Determine o nono e o.

Tipologia: Notas de estudo

2022

Compartilhado em 07/11/2022

Roberto_880
Roberto_880 🇧🇷

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bg1
PROGRESSÃO GEOMÉTRICA (PG) – LISTA-RESUMO
Definição de PG
Entenderemos por progressão geométrica (PG) qualquer
sequência de números reais ou complexos, onde cada termo
a partir do segundo é igual ao anterior, multiplicado por
uma constante denominada razão.
Exemplos:
(1, 2, 4, 8, 16, 32, ... ) PG de razão 2
(5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, ... ) PG de razão 1
(100, 50, 25, ... ) PG de razão
1
2
(2, -6, 18, -54, 162, ...) PG de razão -3
Fórmula do Termo Geral
Seja a PG genérica:
(
)
1234
n
a , a , a , a , ... , a , ...
, onde a
1
é
o primeiro termo, e a
n
é o n-ésimo termo, ou seja, o termo
de ordem n. Sendo q a razão da PG, da definição podemos
escrever:
=
2 1
a a
q
(
)
2
3 2 1 1
a a . q a q q a q
(
)
= = =
2 3
4 3 1 1
a a q a q q a q
Infere-se daí que
=
1
1
n
n
a a
q
que é denominada fórmula
do termo geral da PG. Genericamente, poderemos escrever
=
n k
nk
a a q
Exemplos:
A) Dada a PG (2, 4, 8,... ), calcule o seu décimo termo.
Solução:
Temos: a
1
= 2, q = 2. Para calcular o décimo termo, ou seja,
a
10
, usamos a fórmula:
= = = =
9 9
10 1 10
2 2 2 512 1024
a a q a
B) Sabe-se que o quarto termo de uma PG crescente é igual
a 20 e o oitavo termo é igual a 320. Qual a razão desta PG?
Solução:
Temos
= =
4 8
20 e 320
a a .
Logo, podemos escrever:
=
8 4
8 4
a a q
.
Ou seja,
=
4
320 20
q
.
Dessa forma,
= =
4 4
16 2
q .
Simplificando os expoentes, conclui-se, que
=
2
q .
Propriedades Especiais
Dados 3 termos, consecutivos numa PG, podemos
escrevê-los como
x
, x, xq
q
, onde
q
é a razão da PG.
Por essa propriedade, é possível concluir que dados
(
)
1 2 3
a , a , a
temos:
=
2
2 1 3
a a
a
Mais Propriedades
Em toda PG, um termo é a média geométrica dos termos
equidistantes dele ou, mais facilmente, dos termos
imediatamente anterior e posterior a ele. Ou seja,
considerando a PG (A, B, C, D, E, F, G), temos então:
B
2
= A ∙ C; C
2
= B ∙ D; D
2
= C ∙ E; E
2
= D ∙ F
O produto dos termos equidistantes dos extremos de uma
PG é constante. Ou seja, se considerarmos uma PG (A, B, C,
D, E, F, G), então vale que:
A ∙ G = B ∙ F = C ∙ E = D ∙ D = D
2
Soma dos n Primeiros Termos de uma PG
Seja a PG
(
)
1 2 3 4
n
a , a , a , a , ... , a , ...
.
Para o cálculo da
soma dos n primeiros termos
n
S
,
podemos utilizar a
fórmula que segue.
(
)
=
1
1
1
n
n
a q
q
S
Exemplo: Calcule a soma dos 10 primeiros termos da PG (1,
2, 4, 8, ...)
Solução:
Note que, neste caso,
=
1
1
a
e a razão é
=
2
q .
Daí temos:
= = =
10
10
2 1024 1
1023
2 1 1
1
S .
Soma dos termos de uma PG decrescente e ilimitada
Considere uma PG ilimitada (infinitos termos) e
decrescente. Nestas condições, podemos considerar que no
limite teremos
=
0
n
a .
Substituindo na fórmula anterior,
encontraremos
=
1
1
a
S
q
Exemplo:
Resolva a equação
+ + + + + =
100
2 4 8 16
x x x x
x .
Solução:
Note que o 1º membro é uma soma dos termos de uma PG
razão
1
2
onde
=
1
a
x.
É óbvio, a soma vale 100. Logo,
substituindo na fórmula, temos:
== ==
100 100 100
1 1
1
50
2
1
2 2
x x
x x
Produto dos n primeiros termos de uma PG
Sendo
(
)
1 2 3
,
, , ,
n
a a
a a
uma PG de razão
,
q
o produto
n
P
de todos os valores da PG será dado por:
( )
=
1
n
n n
P a a
pf3

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PROGRESSÃO GEOMÉTRICA (PG) – LISTA-RESUMO

Definição de PG Entenderemos por progressão geométrica ( PG ) qualquer sequência de números reais ou complexos, onde cada termo a partir do segundo é igual ao anterior, multiplicado por uma constante denominada razão.

Exemplos : (1, 2, 4, 8, 16, 32, ... ) → PG de razão 2

(5, 5, 5, 5, 5, 5, 5, ... ) → PG de razão 1

(100, 50, 25, ... ) → PG de razão

(2, -6, 18, -54, 162, ...) → PG de razão -

Fórmula do Termo Geral

Seja a PG genérica: ( a , a , a , a , ... , a , ... 1 2 3 4 n ), onde a 1 é

o primeiro termo, e an é o n-ésimo termo, ou seja, o termo de ordem n. Sendo q a razão da PG, da definição podemos escrever:

a (^) 2 = a 1 ⋅ q

2 a 3 (^) a. q 2 a 1 (^) q q a 1 q

= ⋅ = (^) ( ⋅ (^) ) ⋅ = ⋅ 2 3 a 4 (^) a 3 (^) q a 1 (^) q q a 1 q

Infere-se daí que a n = a 1 ⋅ q n −^1 que é denominada fórmula

do termo geral da PG. Genericamente, poderemos escrever

= ⋅ n^ −^ k a (^) n ak q

Exemplos : A) Dada a PG (2, 4, 8,... ), calcule o seu décimo termo. Solução : Temos: a 1 = 2, q = 2. Para calcular o décimo termo, ou seja, a 10 , usamos a fórmula:

a 10 (^) = a 1 (^) ⋅ q^9^ = 2 ⋅ 29 = 2 ⋅ 512 ⇒ a 10 = 1024

B) Sabe-se que o quarto termo de uma PG crescente é igual a 20 e o oitavo termo é igual a 320. Qual a razão desta PG? Solução :

Temos a 4^ =^ 20 e^ a 8^ =^320_._

Logo, podemos escrever: a 8 (^) = a 4 ⋅ q^8 −^4_._

Ou seja, 320 = 20 ⋅ q^4_._

Dessa forma, q^4^ = 16 = 24_._

Simplificando os expoentes, conclui-se, que q = 2_._

Propriedades Especiais ◊ Dados 3 termos, consecutivos numa PG, podemos

escrevê-los como

x , x, xq q

, onde q é a razão da PG.

Por essa propriedade, é possível concluir que dados

( a , a , a 1 2^ 3 )temos:

a^22 (^) = a 1 (^) ⋅ a 3

Mais Propriedades ◊ Em toda PG, um termo é a média geométrica dos termos equidistantes dele ou, mais facilmente, dos termos imediatamente anterior e posterior a ele. Ou seja, considerando a PG (A, B, C, D, E, F, G), temos então: B^2 = A ∙ C; C^2 = B ∙ D; D^2 = C ∙ E; E^2 = D ∙ F

O produto dos termos equidistantes dos extremos de uma PG é constante. Ou seja, se considerarmos uma PG (A, B, C, D, E, F, G), então vale que: A ∙ G = B ∙ F = C ∙ E = D ∙ D = D^2

Soma dos n Primeiros Termos de uma PG

Seja a PG ( a , a , a , a , ... , a , ... 1 2 3 4 n ). Para o cálculo da

soma dos n primeiros termos Sn , podemos utilizar a fórmula que segue. ( − ) −

n n

a q q

S

Exemplo : Calcule a soma dos 10 primeiros termos da PG (1, 2, 4, 8, ...) Solução : Note que, neste caso, a 1 (^) = 1 e a razão é q = 2_._ Daí temos: − − = = = −

10 10

S.

Soma dos termos de uma PG decrescente e ilimitada Considere uma PG ilimitada (infinitos termos) e decrescente. Nestas condições, podemos considerar que no limite teremos an^ =^0_._^ Substituindo na fórmula anterior, encontraremos

∞ =^ −

1 1

a S q

Exemplo :

Resolva a equação + + + + + = 100 2 4 8 16

x x x x x.

Solução : Note que o 1º membro é uma soma dos termos de uma PG

razão

onde a 1 = x. É óbvio, a soma vale 100. Logo,

substituindo na fórmula, temos:

= ⇒ = ⇒ = ⇒ = −

x x

x x

Produto dos n primeiros termos de uma PG

Sendo ( a 1 , a 2 , a 3 , ⋯ , an )uma PG de razão q , o produto

P n de todos os valores da PG será dado por:

n P n a an

LISTA DE EXERCÍCIOS

01. Escreva uma PG de quatro termos, onde:

A) a 1 (^) = 3 e q = 2_._

B) a 1 (^) = 200 e =

q.

C) a 1 (^) = 1 e q = − 2_._

02. Escreva o termo seguinte de cada uma das progressões geométricas:

A) ( 1 , 2 , 4 , ... )

B)

C) ( 2 2 4 4 , , 2 , ... )

D) ( − 3 18 , , − 108 , ... )

03. Classifique em crescente, decrescente ou oscilante as progressões geométricas:

A)

B)

C) ( 2 , − 4 , 8 , − 16 )

04. Considere que x − 4 , 2 x + 4 e 10 x − 4 são termos consecutivos de uma PG. Calcule (^) x de modo que eles sejam positivos.

05. Determine x de modo que a sucessão

( x^ −^1 , x^ +^2 ,^^3 x,^ ⋯)seja uma PG crescente.

06. A soma de três termos consecutivos de uma PG é 21 e o produto, 216. Sabendo-se que a razão é um número inteiro, calcule esses números.

07. Numa PG tem-se a 1 (^) = 3 e a 8 (^) = 384_._ Pede-se:

A) a razão da PG; B) o quinto termo da PG.

08. O primeiro termo de uma PG é 5 2 , a razão é 2 e o último termo é 80. Obtenha: A) O número de termos dessa PG; B) O quinto termo da PG.

09. O oitavo e o décimo termos de uma sequência numérica são, respectivamente, 640 e 2560. Determine o nono e o décimo termos, nos casos a seguir: A) A sequência é uma progressão aritmética; B) A sequência é uma progressão geométrica.

10. O segundo termo de uma PG decrescente é

e o quarto

é

. Calcule o oitavo termo dessa sequência.

11. Uma moça seria contratada como balconista para

trabalhar de segunda a sábado nas duas últimas semanas que antecederiam o Natal. O patrão ofereceu R$ 1,00 pelo primeiro dia de trabalho e nos dias seguintes o dobro do que ela recebera no dia anterior. A moça recusou o trabalho. Se ela tivesse aceitado a oferta, quanto teria recebido pelos 12 dias de trabalho?

12. Uma praga atacou uma criação de aves. No primeiro dia, uma ave adoeceu; no segundo dia, duas outras aves adoeceram; no terceiro dia, adoeceram mais quatro e assim por diante, até o oitavo dia. Nenhuma das aves morreu. Sabendo-se que ao fim do oitavo dia não havia nenhuma ave sem a doença, qual é o total de aves dessa criação?

13. Calcule: A) a soma dos cinco primeiros termos da PG (2, –6, 18, ...);

B) a soma dos seis primeiros termos da PG ( 3 3 9 9 , ,^^3 );

C) a soma dos 10 primeiros termos da P.G. (4, 8, 16, 32, ...).

14. Calcule a soma dos termos da seguinte PG:

( 2 2 ,^^ 5 10 10 ,^ ,^^ 5 50 50 ,^ ,^^ 5 250 , )

15. Determine a soma dos 6 termos da P.G. crescente em que

os extremos são

e 27.

16. Escreva a PG cuja razão é

, sabendo que a soma dos

seus cinco primeiros termos é 422.

17. Considere esta sequência de figuras

Na figura I, há 1 triângulo; na figura II, o número de triângulos menores é 4; na figura III, o número de triângulos menores é 16, e assim por diante. Prosseguindo essa construção de figuras, quantos triângulos menores haverá na figura VII?

18. Dada uma PG onde o primeiro termo é 2 e a razão, 5, obtenha a soma dos seus 10 primeiros termos.

Figura I

Figura II

Figura III Figura IV