CÓDIGO: PA-01-01 GESTIÓN ACADÉMICA VERSIÓN: 1.0 PLAN DE ASIGNATURA GUÍA DIDÁCTICA I.E. COLEGIO ANDRÉS BELLO FECHA: 13-10-2011 ¡HACIA LA EXCELENCIA… COMPROMISO DE TODOS…! Nombres y Apellidos del Estudiante: PÁGINA: 1 de 7 Docente: Esp. Blanca Rozo Grado:9º Periodo: 3º Duración: 10 HORAS GUIA 2 Área: Matemáticas Asignatura: Matemáticas ESTÁNDAR: Modelo situaciones de variación con funciones polinómicas. Uso procesos inductivos y lenguaje algebraico para formular y poner a prueba conjeturas. INDICADORES DE DESEMPEÑO: Propone y resuelve problemas de aplicación relacionados con sucesiones, series, progresiones aritméticas y geométricas. EJE(S) TEMÁTICO(S): 1: SUCESIONES*DEFINICIÓN 2: SERIES *DEFINICIÓN *PROPIEDADES DE LA SUMATORIA *SUMA DE LOS N–TÉRMINOS EN UNA SUCESIÓN 3: PROGRESIONES *PROGRESIONES ARITMÉTICAS *PROGRESIONES GEOMÉTRICAS *PROBLEMAS DE APLICACIÓN DE PROGRESIONES GEOMÉTRICAS ORIENTACIONES 1)Observación del trabajo individual y grupal, tanto en el aula como fuera de ella. 2) Entrega del cuaderno de trabajo para su corrección. 3) Valoración de la presentación de los informes escritos. 4) Pruebas escritas de evaluación del área pudiendo incluirse en ellas alguna cuestión relacionada con los contenidos trabajados en el cuaderno. EXPLORACIÓN CONCEPTUALIZACIÓN GESTIÓN ACADÉMICA PLAN DE ASIGNATURA GUÍA DIDÁCTICA I.E. COLEGIO ANDRÉS BELLO Definición Una sucesión de números reales es un conjunto ordenado de infinitos números reales a 1, a2, a3, a4, a5,..., an,... Cada uno de los números reales se llama término de la sucesión. Dada una sucesión { an }, se llama serie a la sucesión que forman los siguientes términos: a1, a1+ a2, a1+ a2+ a3, a1+ a2+ a3+ a4, … El conjunto ordenado de números impares 3, 5, 7, 9, 11, 13,... es una sucesión de números reales. Al término: an = 3 + 2(n-1) se le llama término general. VERSIÓN: 1.0 FECHA: 13-10-2011 ¡HACIA LA EXCELENCIA… COMPROMISO DE TODOS…! SUCESIONES Y SERIES CÓDIGO: PA-01-01 PÁGINA: 2 de 7 "alfredo" {0, 1, 0, 1, 0, 1, ...} es la sucesión que alterna 0s y 1s (sí, siguen un orden, en este caso un orden alternativo) EN ORDEN Una sucesión es muy parecida a un conjunto, pero con los términos en orden (y el mismo valor sí puede aparecer muchas veces). Ejemplo: {0, 1, 0, 1, 0, 1, ...} es la sucesión que alterna 0s y 1s. El conjunto sería sólo {0,1} LA REGLA Consideremos la sucesión de término general an = 3n + 2; 5, 8, 11, 14, 17, 20,... Observamos que cada término de la sucesión es igual que el anterior más 3. Se dice que la sucesión an es una progresión aritmética y que d = 3 es la diferencia de la progresión. SUCESIONES RECURRENTES O RECURSIVAS. Reciben este nombre las sucesiones cuyos términos se definen en función de los anteriores (definición inductiva o recursiva). RECUERDA:Un ejemplo de sucesión recurrente es la SUCESIÓN DE FIBONACCI, dada por s1 = 1, s2 = 1, sn+2 = sn+1+sn (n " N), cuyos primeros términos son 1,1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,144, . . . Los dos primeros términos son unos y los demás se obtienen sumando los dos términos anteriores. Las sucesiones definidas por recurrencia aparecen con frecuencia en cálculos con ordenadores: FINITA O INFINITA Ejemplos {1, 2, 3, 4 ,...} es una sucesión muy simple (y es una sucesión infinita) {20, 25, 30, 35, ...} también es una sucesión infinita {1, 3, 5, 7} es la sucesión de los 4 primeros números impares (y es una sucesión infinita) {4, 3, 2, 1} va de 4 a 1 hacia atrás {1, 2, 4, 8, 16, 32, ...} es una sucesión infinita donde vamos doblando cada término {a, b, c, d, e} es la sucesión de las 5 primeras letras en order alfabético {a, l, f, r, e, d, o} es la sucesión de las letras en el nombre Una sucesión que se forma por la suma de los términos de Una sucesión sigue una regla que te dice cómo calcular el valor de cada término. Entonces podemos escribir la regla para {3, 5, 7, 9, ...} en forma de ecuación, así: xn = 2n+1 Ahora, si queremos calcular el 10º término, podemos escribir: x10 = 2n+1 = 2×10+1 = 21 ¿Puedes calcular el 50º término? ¿Y el 500º? EJEMPLO Números cuadrados 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81, ... El siguiente número se calcula elevando al cuadrado su posición. La regla es xn = n2 DETERMINACIÓN DE UNA SUCESIÓN: Por el término general an= 2n-1 Por una ley de recurrencia Los términos se obtienen operando con los anteriores. Operaciones con sucesiones Dadas las sucesiones an y bn: an= a1, a2, a3, ..., an bn= b1, b2, b3, ..., bn SERIES Una serie es la suma de una sucesión. Sucesión: {1,2,3,4} Serie: 1+2+3+4 = 10 Las series se suelen escribir con el símbolo Σ que significa "súmalos todos": Esto significa "suma de 1 a 4" = 10 Esto significa "suma los cuatro primeros términos de la sucesión 2n+1" Que son los cuatro primeros términos de nuestro ejemplo {3,5,7,9,...} = 3+5+7+9 = 24 progresión aritmética es la expresión que nos da cualquiera CÓDIGO: PA-01-01 GESTIÓN ACADÉMICA VERSIÓN: 1.0 PLAN DE ASIGNATURA GUÍA DIDÁCTICA I.E. COLEGIO ANDRÉS BELLO FECHA: 13-10-2011 ¡HACIA LA EXCELENCIA… COMPROMISO DE TODOS…! una sucesión recibe el nombre de serie. En la sucesión [an ] = { 1, 3, 5, … , 2 n - 1, …} es posible obtener las sumas parciales { Sn} = { S1 ,S2, S3,…}= {a1 , a1 + a2, a1 +a2 +a3, …}, definidas como S1 = a 1 = 1 S2 = a 1 + a 2 = 1 + 3 = 4 . . Sn = a1 + a2 + a3 + an = 1 +3 +5 + … + 2n -1 = n2 denotada como ∑ , se llama Serie Infinita EJEMPLOS En una serie geométrica cada término se obtiene multiplicando el anterior por una constante, llamada razón r. En este ejemplo, r = 1/2: PÁGINA: 3 de 7 de sus términos, conocidos alguno de ellos y la diferencia de la progresión. La fórmula del término general de una progresión aritmética es: an = a1 + (n - 1) · d Donde d es un número real llamado diferencia. Si el término inicial de una progresión aritmética es y la diferencia común es , entonces el término -ésimo de la sucesión viene dada por , n = 0, 1, 2,... si el término inicial se toma como el cero. n = 1, 2, 3,... si el término inicial se toma como el primero. 8, 3, -2, -7, -12, .. an= 8 + (n-1) (-5) = 8 -5n +5 = = - 5 n + 1 3 CONSULTAR LAS PROPIEDADES DE LA SUMATORIA DE SERIES 2 Si conocemos el valor que ocupa cualquier otro término de la progresión. an = ak + (n - k) · d a4= -7 y d = -5 an = -7+ (n - 4) · (-5)= -7 -5n +20 = - 5 n + 1 3 PROGRESIONES PROGRESIONES ARITMÉTICAS Las p r o gr e si o n es a ri t m é t i c as son s u ce s i o n es de números tales que cada uno de ellos (salvo el primero) es I N T E R P O L A C IÓ N D E T É R M I N O S E N U N A P R O G R E S IÓ N A R I TM É T I C A igual al anterior más un número fijo llamado diferencia Interpolar medios diferenciales o aritméticos entre dos que se representa por d . Ejemplo números, es construir una progresión aritmética que tenga por extremos los números dados. 8, 3, -2, -7, -12, ... Sean los extremos a y b, y el número de medios a interpolar 3 - 8 = -5 m. -2 - 3 = -5 -7 - (-2) = -5 -12 - (-7) = -5 d= -5. El ejemplo {3,5,7,9,...}, es una sucesión aritmética (o progresión aritmética), porque la diferencia entre un término y el siguiente es una constante. Ejemplos 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19, 22, 25, ... Esta sucesión tiene una diferencia de 3 entre cada dos términos. La regla es xn = 3n-2 3, 8, 13, 18, 23, 28, 33, 38, ... Esta sucesión tiene una diferencia de 5 entre cada dos términos. La regla es xn = 5n-2 CÁLCULO DEL TÉRMINO GENERAL O TERMINO ENÉSIMO El término general de una progresión aritmética es aquel en el que se obtiene cualquier término sumándole la diferencia al término anterior. El término de una Interpolar tres medios aritméticos entre 8 y -12. La progresión pedida es: 8, 3, -2, -7 , -12. Por ejemplo, queremos interpolar 3 términos diferenciales entre 2 y 14. Calculamos la diferencia de la progresión según (III) haciendo a = 2, b = 14, k = 3 Los términos a interpolar serán . , Ahora ya tenemos la progresión aritmética pedida: 2, 5, 8, 11, 14 ,y CÓDIGO: PA-01-01 GESTIÓN ACADÉMICA VERSIÓN: 1.0 PLAN DE ASIGNATURA GUÍA DIDÁCTICA I.E. COLEGIO ANDRÉS BELLO FECHA: 13-10-2011 ¡HACIA LA EXCELENCIA… COMPROMISO DE TODOS…! PÁGINA: 4 de 7 SUMA DE LOS TÉRMINOS DE UNA PROGRESIÓN ARITMÉTICA . Suma de los dos términos extremos, y suma de los términos equidistantes de aquéllos más de veinticinco mil millones, y lo hemos calculado en cinco segundos. er Sea la progresión aritmética de diferencia d : La suma de los siete primeros términos de la progresión aritmética de término general an = 5n Se comprueba que la suma de los términos primero y último es igual a la suma de dos términos equidistantes a éstos, e igual al doble del término central. La suma de los términos en un segmento inicial de una sucesión aritmética se conoce a veces como serie aritmética. Existe una fórmula para las series aritméticas. La suma de los n primeros valores de una sucesión finita viene dada por la fórmula: donde es el primer término y el último Por ejemplo, ¿cuánto suman los cien mil primeros múltiplos de 5? El resultado es inmediato: 1.- Si conocemos el 1 término. n-1 an = a1 · r 3, 6, 12, 24, 48, .. an = 3· 2n-1 = 3· 2n · 2-1 = (3/2)· 2n 2 .-Si conocemos el valor que ocupa cualquier otro término de la progresión. an = ak · rn-k a4= 24, k=4 y r=2. an = a4 · rn-4 an = 24· 2n-4= (24/16)· 2n = (3/2) · 2n Sumar los veinte primeros términos de la progresión: -5, 4, 13, 22, 31, 40 solución: S20 = (a1 + a20).d/2 La diferencia es d = 9 a20 = -5 + (20 - 1).9 a20 = -5 + 19·9 = 166 S20 = (-5 + 116).20/2 = 1610 Dada la progresión aritmética 8, 3, -2, -7, -12, ..., sumar los términos comprendidos entre a24 y a36. solución: La diferencia es d = -5. a24 = 8 + 23.(-5) = -107 a36 = 8 + 35.(-5) = -167 Entre ambos hay 36 - 23 = 13 términos. La suma pedida es S13 = [(-120) + (-116)].13/2 = -1781 PROGRESIONES GEOMÉTRICAS Una progresión geométrica es una sucesión en la que cada término se obtiene multiplicando al anterior una cantidad fija r, llamada razón. Si tenemos la sucesión: 3, 6, 12, 24, 48, ... 6/3 = 2 12/6 = 2 24/12 = 2 48/24 = 2 r= 2. TÉRMINO GENERAL DE UNA PROGRESIÓN GEOMÉTRICA an = a1 · rn-1 an = ak · rn-k 1.- Si conocemos el 1er término. an = a1 · rn - 1 3, 6, 12, 24, 48, .. an = 3· 2n-1 = 3· 2n · 2-1 = (3/2)· 2n a4= 24, k=4 y r=2. 2.-Si conocemos el valor que ocupa cualquier otro término de la progresión. GESTIÓN ACADÉMICA VERSIÓN: 1.0 PLAN DE ASIGNATURA GUÍA DIDÁCTICA I.E. COLEGIO ANDRÉS BELLO CÓDIGO: PA-01-01 FECHA: 13-10-2011 ¡HACIA LA EXCELENCIA… COMPROMISO DE TODOS…! PÁGINA: 5 de 7 an = ak · rn-k an = a4 · rn-4 an = 24· 2n-4= (24/16)· 2n = (3/2) · 2n La regla es xn = 4 × 2-n Una progresión geométrica está constituida por una secuencia de elementos en la que cada uno de ellos se obtiene multiplicando el anterior por una constante denominada razón o factor de la progresión. Se suele reservar el término progresión cuando la secuencia tiene una cantidad finita de términos mientras que se usa sucesión cuando hay una cantidad infinita de términos, si bien, esta distinción no es estricta. Así, es una progresión geométrica con razón igual a 3, porque: 15 = 5 × 3 45 = 15 × 3 135 = 45 × 3 405 = 135 × 3 y así sucesivamente. Aunque es más fácil aplicando la fórmula: Siendo el término en cuestión, la razón: el primer término y TÉRMINO GENERAL. Según la definición anterior, en la progresión geométrica a1, a2, a3, a4, a5,..., an, se verifica: a2 = a1 · r a3 = a2 · r = a1 · r · r = a1 · r 2 a4 = a3 · r = a1 · r 2 · r = a1 · r 3 Generalizando este proceso se obtiene el término general: Sean términos de una progresión geométrica de razón . Entonces se cumple que: Así quedaría si queremos saber el 6º término de nuestra progresión Ejemplos: En una sucesión geométrica cada término se calcula multiplicando el anterior por un número fijo. Ejemplos: 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, ... Esta sucesión tiene un factor 2 entre cada dos términos. La regla es xn = 2n 3, 9, 27, 81, 243, 729, 2187, ... Esta sucesión tiene un factor 3 entre cada dos términos. La regla es xn = 3n 4, 2, 1, 0.5, 0.25, ... Esta sucesión tiene un factor 0.5 (un medio) entre cada dos términos. La regla es xn = 4 × 2-n Sucesiones especiales Números triangulares 1, 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 45, ... Esta sucesión se genera a partir de una pauta de puntos en un triángulo. Añadiendo otra fila de puntos y contando el total encontramos el siguiente número de la sucesión. ¿Cuál es la razón de la progresión geométrica 3, 6, 12,...? La razón se obtiene dividiendo un término por el anterior: r = 6 : 3 = 2. ¿Cuál es el quinto término de una progresión geométrica en la que a1 = 2 y r = 3? Podemos ir hallando cada uno de los términos (2, 6, 18, 54, 162,...) multiplicando cada término por 3. También se puede obtener directamente: a5 = a1 · r 5 -1 = a1 · r 4 → a5 = 2 · 3 4 = 2 · 81 = 162 SUMA DE LOS PRIMEROS N TÉRMINOS DE UNA PROGRESIÓN GEOMÉTRICA Se denomina como Sn a la suma de n términos consecutivos de una progresión geométrica: Sn = a1 + a2 + ... + an-1 + an Si se quiere obtener una fórmula para calcular de una manera rápida dicha suma, se multiplica ambos miembros de la igualdad por la razón de la progresión r. Si se tiene en cuenta que al multiplicar un término de una progresión geométrica por la razón se obtiene el término siguiente de esa progresión, CÓDIGO: PA-01-01 GESTIÓN ACADÉMICA VERSIÓN: 1.0 PLAN DE ASIGNATURA GUÍA DIDÁCTICA I.E. COLEGIO ANDRÉS BELLO FECHA: 13-10-2011 ¡HACIA LA EXCELENCIA… COMPROMISO DE TODOS…! Si se procede a restar de esta igualdad la primera: Sn r =a2+a3+ ... + an-1 + an + an r Sn = a1 + a2 + ... + an-1 + an _______________________________ Sn r - Sn = - a1 + an r o lo que es lo mismo, Sn ( r - 1 ) = an r - a1 Si se despeja Sn, De esta manera se obtiene la suma de los n términos de una progresión geométrica cuando se conoce el primer y el último término de la misma. Si se quiere simplificar la fórmula, se puede expresar el término general de la progresión an como Así, al sustituirlo en la fórmula anterior se tiene lo siguiente: PÁGINA: 6 de 7 Sean los extremos a y b, y el número de medios a interpolar m. Interpolar tres medios geométricos entre 3 y 48. 3, 6, 12, 24 , 48. El 1er término de una progresión geométrica es 3, y el 8º es 384. Hallar la razón, y la suma y el producto de los 8 primeros términos. a 1 = 3; a 8 = 384; con lo que se obtiene la siguiente igualdad: 384 = 3 · r8-1 ; r7 = 128; r7 = 27; S8 = (384 · 2 - 3 ) / (2 − 1) = 765 Con esta fórmula se puede obtener la suma de n términos consecutivos de una progresión geométrica con sólo saber el primer término a sumar y la razón de la progresión. INTERPOLACIÓN DE TÉRMINOS EN UNA PROGRESIÓN GEOMÉTRICA Interpolar medios geométricos o proporcionales entre dos números, es construir una progresión geométrica que tenga por extremos los números dados. r= 2. Juan ha comprado 20 libros, por el 1º ha pagado 1€, por el 2º 2 €, por el 3º 4 €, por el 4º 8 € y aí sucesivamente. Cuánto ha pagado por los libros. a1= 1 r= 2; n = 20; S= (1 · 220-1 - 1) / (2 - 1) = 1048575 € . ACTIVIDADES DE APROPIACIÓN GLOSARIO: Buscar el vocabulario desconocido y escribirlo en el cuaderno. CONSULTAR LAS PROPIEDADES DE LA SUMATORIA DE SERIES Ejercicios de progresiones aritméticas 1)El cuarto término de una progresión aritmética es 10, y el sexto es 16. Escribir la progresión. 2)Escribir tres medios aritméticos entre 3 y 23. 3)Interpolar tres medios aritméticos entre 8 y -12. 4)El primer término de una progresión aritmética es -1, y el décimoquinto es 27. Hallar la diferencia y la suma de los quince primeros términos. 5)Hallar la suma de los quince primeros múltiplos de 5. 6)Hallar la suma de los quince primeros números acabados 7)Hallar la suma de los quince primeros números pares mayores que 5. 8)Hallar los ángulos de un cuadrilátero convexo, sabiendo que están en progresión aritmética, siendo d= 25º. 9)El cateto menor de un triángulo rectángulo mide 8 cm. Calcula los otros dos, sabiendo que los lados del triángulo forman una progresión aritmética. 10)Calcula tres números en progresión aritmética, que suman 27 y siendo la suma de sus cuadrados es 511/2. Ejercicios de progresiones geométricas 1 . - El 2º término de una progresión geométrica es 6, y el 5º es 48. Escribir la progresión. 2 . - El 1er término de una progresión geométrica es 3, y el 8º es 384. Hallar la razón, y la suma y el producto de los 8. 6 . - Calcular el producto de los primeros 5 términos de la progresión: 3, 6, 12, 24, 48, ... CÓDIGO: PA-01-01 GESTIÓN ACADÉMICA VERSIÓN: 1.0 PLAN DE ASIGNATURA GUÍA DIDÁCTICA FECHA: 13-10-2011 ¡HACIA LA EXCELENCIA… COMPROMISO DE TODOS…! I.E. COLEGIO ANDRÉS BELLO PÁGINA: 7 de 7 en 5. SOCIALIZACIÓN 4) Retroalimentación de procesos 5) Evaluación escrita. 3) Corrección de los talleres 1) Puesta en común del trabajo realizado en grupo e individual. 2) Revisión y corrección de posibles dificultades. 3) Corrección de los talleres COMPROMISO Sucesiones y progresiones. Ejercicios 1 ) Hallar el término general de las siguientes sucesiones: 1 2) 4) 3) 5) 6) 7) 8) 1 1 . - Escribir tres medios aritméticos entre 3 y 23. 1 2 . - Hallar la suma de los quince primeros múltiplos de 5. 1 3 . - Hallar la suma de los quince primeros números acabados en 5. 1 4 . - Hallar la suma de los quince primeros números pares mayores que 5. 1 5 . - El 1er término de una progresión geométrica es 3, y el 8º es 384. Hallar la razón, y la suma y el producto de los 8 primeros términos. 1 6 . - El 2º término de una progresión geométrica es 6, y el 5º es 48. Escribir la progresión. 1 7 . - Interpolar tres medios geométricos entre 3 y 48. 1 8 . - Hallar los ángulos de un cuadrilátero convexo, sabiendo que están en progresión aritmética, siendo d = 25º. ELABORÓ REVISÓ NOMBRES Esp.Blanca Rozo Blanco LIC,YAIRA LICETH RINCON CARGO Docentes de Área Jefe de Área DD 08 MM 08 AAAA 2012 DD APROBÓ MM Coordinador Académico AAAA DD MM AAAA