Progression Geometrics
1. Problema 7: El 2º término de una progresión geométrica (PG) es $a_2$, y el 5º término es $a_5$. Expresar la progresión.
Paso 1: Sea $a_1$ el primer término y $r$ la razón común.
Paso 2: Por definición de PG:
$$a_2 = a_1 r$$
$$a_5 = a_1 r^4$$
Paso 3: Dividamos para encontrar $r$:
$$\frac{a_5}{a_2} = \frac{a_1 r^4}{a_1 r} = r^3$$
Entonces:
$$r = \sqrt[3]{\frac{a_5}{a_2}}$$
Paso 4: Despejamos $a_1$:
$$a_1 = \frac{a_2}{r}$$
Paso 5: La progresión es:
$$a_n = a_1 r^{n-1} = \frac{a_2}{r} r^{n-1} = a_2 r^{n-2}$$
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2. Problema 8: El primer término de una PG es $a_1$, y el 8º es $a_8$. Hallar la razón, suma y producto de los 8 primeros términos.
Paso 1: Usando la fórmula de término general:
$$a_8 = a_1 r^7$$
Paso 2: Calcular $r$:
$$r = \sqrt[7]{\frac{a_8}{a_1}}$$
Paso 3: La suma de los primeros 8 términos es:
$$S_8 = a_1 \frac{1 - r^8}{1-r}, \quad r \neq 1$$
Paso 4: El producto de los primeros 8 términos es:
$$P_8 = (a_1)^8 r^{\frac{8(8-1)}{2}} = (a_1)^8 r^{28}$$
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3. Problema 9: Calcular la suma de los primeros $n$ términos de la progresión $3,6,12,24,48, \ldots$
Paso 1: Identificamos $a_1=3$, razón $r=2$.
Paso 2: La suma de primeros $n$ términos de una PG es:
$$S_n = a_1 \frac{1-r^n}{1-r} = 3 \frac{1-2^n}{1-2} = 3 \frac{1-2^n}{-1} = 3(2^n - 1)$$
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4. Problema 10: Un cuadrado de lado $L$. Se unen los puntos medios de los lados para formar un nuevo cuadrado y se repite indefinidamente. Calcular la suma de áreas de infinitos cuadrados.
Paso 1: Área del cuadrado original:
$$A_1 = L^2$$
Paso 2: Cada nuevo cuadrado formado por los puntos medios tiene un área la mitad del anterior (porque el lado nuevo es $\frac{L}{\sqrt{2}}$).
Área del 2º cuadrado:
$$A_2 = \left(\frac{L}{\sqrt{2}}\right)^2 = \frac{L^2}{2}$$
Paso 3: La sucesión de áreas es geométrica con:
$$a = L^2, \quad r = \frac{1}{2}$$
Paso 4: La suma de las áreas infinitas es:
$$S = \frac{a}{1-r} = \frac{L^2}{1 - \frac{1}{2}} = 2L^2$$