Prévia do material em texto
TEMA: SUMATORIOS I. DEFINICIÓN Y NOTACIÓN DE SUMATORIO Se define el sumatorio como una aplicación de la operación aritmética SUMA en cada uno de los términos de una sucesión. El valor del sumatorio se suele representar con la letra "𝑆". 𝑡1, 𝑡2, 𝑡3, … , 𝑡𝑛 𝑡1: Primer término 𝑡𝑛: Último término 𝑛: Número de términos 𝑆 = 𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3 + ⋯ + 𝑡𝑛 Por ejemplo: 2, 3, 5, 7, 11, 13, … , 67 𝑆 = 2 + 3 + 5 + 7 + 11 + 13 + ⋯ + 67 Una forma abreviada de expresar un sumatorio es utilizando la decimoctava letra griega 𝑠𝑖𝑔𝑚𝑎 en su forma mayúscula: ∀𝑛, 𝑚 ∈ ℕ, 𝑆 = ∑ 𝑡𝑘 𝑛 𝑚 Se lee: Para todo número "𝑚" y "𝑛" que pertenecen a los naturales, 𝑆 es igual al sumatorio de términos de la forma 𝑡𝑘 desde "𝑚" hasta "𝑛". II. SUMA ARITMÉTICA En ℝ (reales), es el resultado de sumar todos los términos de una sucesión aritmética. Sea la sucesión aritmética de razón "𝑟": 𝑡1, 𝑡2, 𝑡3, … , 𝑡𝑛 La suma aritmética es: 𝑆 = ( 𝑡1 + 𝑡𝑛 2 ) 𝑛 OBSERVACIÓN: Para una suma aritmética solo es necesario conocer el número de términos, que es calculado utilizando la razón "𝑟" de dicha sucesión. III. SUMA GEOMÉTRICA En ℝ, es el resultado de sumar todos los términos de una sucesión geométrica. Se estudian dos tipos: La suma geométrica finitamente creciente y la suma geométrica infinitamente decreciente. Sea la sucesión geométrica finitamente creciente de razón "𝑞": 𝑡1, 𝑡2, 𝑡3, … , 𝑡𝑛 La suma geométrica finitamente creciente es: 𝑆 = 𝑡1(𝑞𝑛 − 1) 𝑞 − 1 Sea la sucesión geométrica infinitamente decreciente de razón "𝑞": 𝑡1, 𝑡2, 𝑡3, … , 𝑡𝑛 La suma geométrica infinitamente decreciente es: 𝑆 = 𝑡1 1 − 𝑞 IV. PROPIEDADES ELEMENTALES DE SUMATORIOS Sean 𝑘 una constante, 𝑐 ∈ ℕ, 𝑚 ∈ ℕ, 𝑛 ∈ ℕ ∑ 𝑘 𝑛 𝑚 = (𝑛 − 𝑚 + 1)𝑘 ∑ 𝑡𝑘 𝑛 𝑚 = ∑ 𝑡𝑘 𝑛 1 − ∑ 𝑡𝑘 𝑚−1 1 ∑ 𝑡𝑘 𝑛 𝑚 = ∑ 𝑡𝑘 𝑚+𝑐 𝑚 + ∑ 𝑡𝑘 𝑛 𝑚+𝑐+1 ∑ 𝑘𝑡𝑘 𝑛 𝑚 = 𝑘 ∑ 𝑡𝑘 𝑛 𝑚 ∑(𝑡𝑘 ± 𝑢𝑘) 𝑛 𝑚 = ∑ 𝑡𝑘 𝑛 𝑚 ± ∑ 𝑢𝑘 𝑛 𝑚 ∑ 𝑡𝑘 𝑛 𝑚 = ∑ 𝑡𝑘−𝑐 𝑛+𝑐 𝑚+𝑐 ∑(𝑡𝑘 − 𝑡𝑘−1) 𝑛 𝑚 = 𝑡𝑛 − 𝑡𝑚−1 ∑(𝑡𝑘+1 − 𝑡𝑘−1) 𝑛 𝑚 = 𝑡𝑛+1 + 𝑡𝑛 − 𝑡𝑚 − 𝑡𝑚−1 V. SUMATORIOS NOTABLES Para ∀𝑘, 𝑚, 𝑛 ∈ ℕ, se cumple: NOMBRE DE LA SUCESIÓN EN ℕ SUCESIÓN SUMATORIO Números naturales 1, 2, 3, 4, … , 𝑛 ∑ 𝑘 𝑛 1 = 𝑛(𝑛 + 1) 2 Números naturales con límites conocidos 𝑚, 𝑚 + 1, … , 𝑛 + 𝑚 2 , … , 𝑛 − 1, 𝑛 ∑ 𝑘 𝑛 𝑚 = (𝑛 + 𝑚)(𝑛 − 𝑚 + 1) 2 Números pares 2, 4, 6, 8, … ,2𝑛 ∑ 2𝑘 𝑛 1 = 𝑛(𝑛 + 1) Números impares 1, 3, 5, 7, … ,2𝑛 − 1 ∑ 2𝑘 − 1 𝑛 1 = 𝑛2 | NOMBRE DE LA SUCESIÓN EN ℕ SUCESIÓN SUMATORIO Cuadrados de los números pares 22, 42, 62, 82, … , (2𝑛)2 ∑(2𝑘)2 𝑛 1 = 𝑛(2𝑛 + 1)(2𝑛 + 2) 3 Cuadrados de los números impares 12, 32, 52, 72, … , (2𝑛 − 1)2 ∑(2𝑘 − 1)2 𝑛 1 = 𝑛(4𝑛2 − 1) 3 Cubos de los números pares 23, 43, 63, 83, … , (2𝑛)3 ∑(2𝑘)3 𝑛 1 = 2[𝑛(𝑛 + 1)]2 Cubos de los números impares 13, 33, 53, 73, … , (2𝑛 − 1)3 ∑(2𝑘 − 1)3 𝑛 1 = 𝑛2(2𝑛2 − 1) Potencias de naturales con exponente 2 1, 4, 9, 16, … , 𝑛2 ∑ 𝑘2 𝑛 1 = 𝑛(𝑛 + 1)(2𝑛 + 1) 6 Potencias de naturales con exponente 3 1, 8, 27, 64, … , 𝑛3 ∑ 𝑘3 𝑛 1 = [ 𝑛(𝑛 + 1) 2 ] 2 Potencias de naturales con exponente 4 1, 16, 81, 256, … , 𝑛4 ∑ 𝑘4 𝑛 1 = 𝑛(𝑛 + 1)(2𝑛 + 1)(3𝑛2 + 3𝑛 − 1) 30 Potencias del número "𝑚" 𝑚1, 𝑚2, 𝑚3, 𝑚4, … , 𝑚𝑛 ∑ 𝑚𝑘 𝑛 1 = 𝑚(𝑚𝑛 − 1) 𝑚 − 1 Productos consecutivos tomados de 2 en 2 1 × 2, 2 × 3, 3 × 4, 4 × 5, … , 𝑛(𝑛 + 1) ∑ 𝑘(𝑘 + 1) 𝑛 1 = 𝑛(𝑛 + 1)(𝑛 + 2) 3 Productos consecutivos tomados de 3 en 3 1 × 2 × 3, 2 × 3 × 4, … , 𝑛(𝑛 + 1)(𝑛 + 2) ∑ 𝑘(𝑘 + 1)(𝑘 + 2) 𝑛 1 = 𝑛(𝑛 + 1)(𝑛 + 2)(𝑛 + 3) 4 Inversas tomadas de 2 en 2 con diferencia constante 1 𝑚(𝑚 + 𝑟) , 1 (𝑚 + 𝑟)(𝑚 + 2𝑟) , … , 1 (𝑚 + (𝑛 − 1)𝑟)(𝑚 + 𝑛𝑟) ∑ 1 (𝑚 + (𝑘 − 1)𝑟)(𝑚 + 𝑘𝑟) 𝑛 1 = 1 𝑟 [ 1 𝑚 − 1 𝑚 + 𝑛𝑟 ] Inversas tomadas de 3 en 3 1 1 × 2 × 3 , 1 2 × 3 × 4 , … , 1 𝑛(𝑛 + 1)(𝑛 + 2) ∑ 1 𝑘(𝑘 + 1)(𝑘 + 2) 𝑛 1 = 𝑛(𝑛 + 3) 4(𝑛 + 1)(𝑛 + 2) EJERCICIOS PROPUESTOS 1. Calcular 𝑆: 𝑆 = 1 18 + 1 54 + 1 108 + ⋯ + 1 990 a) 9 99 b) 10 99 c) 1 33 d) 9 33 e) 10 33 2. El valor de la suma n + (n+1) + (n+2) + (n+3) + …+2n=360 a) 34 b) 15 c) 18 d) 16 e) 19 3. Edith y Wiliam leen una obra; Edith lee 10 páginas diarias y Wiliam lee 1 página el primer día, 2 el segundo día, 3 el tercer día y así sucesivamente. ¿Después de cuántos días coincidirán, si empiezan al mismo tiempo? a) 10 b) 15 c) 19 d) 20 e) 22 | 4. Hoy Ernesto compra 15 paquetes de galletas y ordena que cada día que transcurra se compre un paquete más que día anterior. En el penúltimo día se compraron 52 paquetes. ¿cuántos paquetes se compraron en total? a)2400 b) 1247 c) 1326 d) 1258 e) 1750 5. Con 153 canicas se forma un triángulo mediante filas. Si en la primera fila hay 1, en la segunda 2, en la tercera 3 y así sucesivamente, el número de filas del triángulo es: a) 15 b) 20 c) 17 d) 12 e) 13 6. Calcular la suma de las cifras de M 𝑀 = ∑ ∑ 3 100 𝑥=1 200 𝑥=1 a) 8 b) 10 c) 16 d) 6 e) 1 7. Un cuerpo cae libremente, partiendo del reposo y recorre 16 metros durante el primer segundo, 48 m en el segundo, 80 m en el tercero y así sucesivamente. Hallar la distancia que recorre durante el quinceavo segundo y la distancia total que recorre en 15 segundos, partiendo del reposo. a) 464 y 3600 b) 120 y 3200 c) 218 y 2700 d) 333 y 2100 e) 532 y 3400 8. Calcular: 𝑆 = 1 4 + 2 42 + 3 43 + 4 44 + ⋯ a) 7 4 b) 4 3 c) 5 7 d) 4 9 e) 2 9 9. Calcular la suma de los múltiplos de 59 comprendidos entre 1000 y 2000 a) 43 600 b) 12 200 c) 25 075 d) 33 321 e) 53 200 10. Los lados de un triángulo están en progresión aritmética, su perímetro mide 18m y la suma de los cuadrados de los lados es igual a 116. Halla el mayor de los lados. a) 8 b) 10 c) 16 d) 4 e) 1 TAREA DOMICILIARIA 11. En un parque hay 50 filas de árboles y se sabe que la diferencia entre el número de árboles de una fila y el del anterior es constante y además que en la fila ocho hay 41 y en la quince 62. Hallar; La diferencia entre el número de árboles de dos filas consecutivas y el valor de la plantación si cada árbol vale 100 soles. a) 2 y s/126 b)14 y s/ 198 c) 3 y s/.467.5 d)16 y s/ 286 e)17 y s/ 825 12. Un número compuesto de tres cifras es igual a 26 veces la suma de sus cifras; éstas están en p.a.; y si al número dado se le suman 396, resulta el mismo número invertido: ¿Cuál es el número? 13. Un coronel coloca un soldado en la primera fila, 3 en la segunda, 5 en la tercera, etc., hasta colocar 1024 soldados. Se desea saber: ¿Qué superficie hubiera ocupado si los hubiera dispuesto en filas y columnas de igual número de soldados, distantes entre sí un metro? 14. Hallar el valor de la siguiente suma notable: 𝑆 = √0,01 + 0,03 + 0,05 + ⋯ + 19,99 a)600 b)200 c)130 d)1960 e)100 15. Calcular el valor de S 𝑆 = ∑(190 − 12𝑖) 𝑛 𝑖=1 = 1410 a)17 b)19 c) 15 d)10 e)12 16. Un obrero ha ahorrado este mes s/ 178 y tiene con esto s/ 1410 en la caja de ahorros, habiendo economizado cada mes s/12 más que el mes anterior. ¿Cuánto ahorró el primer mes? a)1700 b)1900 c) 1500 d)15 e)1700 17. Hallar el valor de la suma 1 1 × 2 × 3 , + 1 2 × 3 × 4 + ⋯ + 1 18(19)(20) a) 127 14 b) 445 312 c) 65 77 d) 189 760 e) 2 9 18. Dar la suma de cifras de "𝑥": 𝑋 = 1𝑥2𝑥3 + 2𝑥3𝑥4 + 3𝑥4𝑥5 + ⋯ + 38𝑥39𝑥40 a)21 b)289 890 c)134 670 d)112 899 e)123 354 a) 123 b) 865 c) 246 d) 468 e) 567a) 123 b) 865 c) 246 d) 961 e) 567 | HOJA DE CLAVES Ciclo SETIEMBRE - DICIEMBRE 2017 Curso: RAZONAMIENTO MATEMÁTICO. Semana: 02 Tema: Sumatorios Pregunta Clave Tiempo (Min.) Dificultad 01 B 2 F 02 B 3 M 03 C 2 F 04 C 2 F 05 C 2 F 06 D 3 M 07 A 3 F 08 D 3 F 09 C 3 M 10 A 2 M Tarea Domiciliaria 11 C 3 F 12 D 2 F 13 D 3 M 14 E 2 M 15 C 2 F 16 D 2 M 17 D 3 F 18 A 3 M