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5° Naturales · Matemática
Números reales · Sucesiones

Sucesión creciente

Te conviene dominar: Fracciones algebraicas (4° año de la Escuela Secundaria (Ciclo Superior))
Te conviene dominar: Inecuaciones con una incógnita (4° año de la Escuela Secundaria (Ciclo Superior))

En el laboratorio de la escuela, Camila cuenta las bacterias de un cultivo todos los días y ve que cada día hay más que el anterior. ¿Alcanza con mirar unos días para asegurar que siempre va a haber más? En este apartado aprendés a demostrarlo para todo $n$, de una vez, sin calcular término a término.

Qué significa que una sucesión crezca

Una sucesión $a_n$ es una lista de números: $a_1, a_2, a_3, \dots$ Decimos que crece cuando cada término es mayor que el anterior.

Puntos de una sucesión representados en el plano donde cada punto consecutivo se sitúa a mayor altura que el anterior. cada punto queda por encima del anterior

La diferencia $a_{n+1} - a_n$ mide cuánto sube la sucesión de un paso al siguiente. Si es positiva para todo $n$, siempre sube. Por eso este criterio funciona.

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Escribe los cuatro primeros términos de la sucesión $a_n = 3n - 5$ y comprueba, calculando la diferencia $a_{n+1} - a_n$, que se trata de una sucesión estrictamente…

Escribe los cuatro primeros términos de la sucesión $a_n = 3n - 5$ y comprueba, calculando la diferencia $a_{n+1} - a_n$, que se trata de una sucesión estrictamente creciente.

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Un estudiante decide ahorrar dinero para un viaje. El primer mes guarda $10\,000$ pesos, y cada mes sucesivo guarda $5\,000$ pesos más que el mes anterior. Escribí el…

Un estudiante decide ahorrar dinero para un viaje. El primer mes guarda $10\,000$ pesos, y cada mes sucesivo guarda $5\,000$ pesos más que el mes anterior. Escribí el término general del dinero guardado en el mes $n$ y justificá matemáticamente por qué esta sucesión es estrictamente creciente.

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Identifica cuál de las siguientes sucesiones es estrictamente creciente calculando sus tres primeros términos y analizando su evolución: $x_n = -2n + 10$,…

Identifica cuál de las siguientes sucesiones es estrictamente creciente calculando sus tres primeros términos y analizando su evolución: $x_n = -2n + 10$, $y_n = \frac{1}{n}$, $z_n = \frac{n+1}{n+2}$.

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El criterio de la diferencia

Este es el método principal del apartado: sirve para cualquier sucesión.

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Dada la sucesión de término general $b_n = \frac{n}{2} + 4$, demuestra que es creciente verificando que $b_{n+1} \geq b_n$ para cualquier número natural $n$.

Dada la sucesión de término general $b_n = \frac{n}{2} + 4$, demuestra que es creciente verificando que $b_{n+1} \geq b_n$ para cualquier número natural $n$.

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Determina si la sucesión $c_n = n^2 + 2n$ es creciente. Para ello, calcula algebraicamente la diferencia entre el término $n+1$ y el término $n$, y analiza el signo del…

Determina si la sucesión $c_n = n^2 + 2n$ es creciente. Para ello, calcula algebraicamente la diferencia entre el término $n+1$ y el término $n$, y analiza el signo del resultado.

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Sucesiones con fracciones

Cuando $a_n$ es un cociente de polinomios, restamos con denominador común. El denominador suele ser positivo, así que todo depende del signo del numerador.

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Demuestra de forma algebraica que la sucesión de término general $a_n = \frac{3n-1}{2n+5}$ es estrictamente creciente. Para ello, desarrolla la inecuación…

Demuestra de forma algebraica que la sucesión de término general $a_n = \frac{3n-1}{2n+5}$ es estrictamente creciente. Para ello, desarrolla la inecuación $a_{n+1} - a_n > 0$ y justifica el signo del numerador y del denominador resultantes.

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Demuestra que la sucesión $b_n = \frac{n^2}{n^2+1}$ es estrictamente creciente para todo $n \geq 1$. ¿Existe algún valor de $n$ para el cual se cumpla que $b_n \geq 1$?…

Demuestra que la sucesión $b_n = \frac{n^2}{n^2+1}$ es estrictamente creciente para todo $n \geq 1$. ¿Existe algún valor de $n$ para el cual se cumpla que $b_n \geq 1$? Justifica tu respuesta.

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Demuestra que la sucesión racional $a_n = \frac{pn+q}{rn+s}$ (asumiendo que $r > 0$ y $rn+s > 0$ para todo $n \geq 1$) es estrictamente creciente si y solo si se cumple…

Demuestra que la sucesión racional $a_n = \frac{pn+q}{rn+s}$ (asumiendo que $r > 0$ y $rn+s > 0$ para todo $n \geq 1$) es estrictamente creciente si y solo si se cumple la condición $ps - qr > 0$.

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Crecer sin pasarse de un tope

Hay sucesiones que crecen siempre pero cada vez menos, como una temperatura que se acerca a un valor final. Son estrictamente crecientes y acotadas superiormente: ninguno de sus términos supera cierto número.

Puntos que suben cada vez más despacio y se mantienen por debajo de una recta horizontal punteada que marca un tope. tope: 4 a(n) = 4 − 3/n: sube siempre, pero no pasa de 4
Practica★★☆Sin empezar
En un experimento de cinemática, la velocidad de un móvil en el instante $n$ (en segundos) viene dada por la sucesión $v_n = 10 - \frac{20}{n+1}$ en m/s. Demostrá…

En un experimento de cinemática, la velocidad de un móvil en el instante $n$ (en segundos) viene dada por la sucesión $v_n = 10 - \frac{20}{n+1}$ en m/s. Demostrá analíticamente que el móvil está acelerando continuamente (la sucesión de velocidades es estrictamente creciente) y observá el gráfico para determinar si superará en algún momento los $10$ m/s.

n (s) v (m/s) 0 5 10 0 5 10 v = 10 vn = 10 - 20/(n+1)
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Una empresa de tecnología prevé que sus beneficios mensuales (en miles de pesos) sigan la sucesión $B_n = 50\,000 - \frac{100\,000}{2^n}$. Probá matemáticamente que los…

Una empresa de tecnología prevé que sus beneficios mensuales (en miles de pesos) sigan la sucesión $B_n = 50\,000 - \frac{100\,000}{2^n}$. Probá matemáticamente que los beneficios aumentan de un mes al siguiente.

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En un proceso de calentamiento industrial, la temperatura de una aleación metálica en el minuto $n$ sigue la ley $T_n = 120 - 90(0,75)^n$ en grados Celsius. Demuestra…

En un proceso de calentamiento industrial, la temperatura de una aleación metálica en el minuto $n$ sigue la ley $T_n = 120 - 90(0,75)^n$ en grados Celsius. Demuestra matemáticamente que la temperatura es estrictamente creciente. A partir de la gráfica, deduce si la sucesión está acotada superiormente.

n (min) T (°C) 0 5 10 0 65 120 T = 120 Tn = 120 - 90(0,75)^n
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El criterio del cociente

Cuando todos los términos son positivos, a veces conviene dividir en vez de restar.

La razón: si $a_n > 0$, dividir por $a_n$ no cambia el sentido de la desigualdad, y $a_{n+1} > a_n$ equivale a $\dfrac{a_{n+1}}{a_n} > 1$.

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Dada la sucesión geométrica $d_n = 3^n$, utiliza el método del cociente (es decir, calcula $\frac{d_{n+1}}{d_n}$) para demostrar que es una sucesión estrictamente…

Dada la sucesión geométrica $d_n = 3^n$, utiliza el método del cociente (es decir, calcula $\frac{d_{n+1}}{d_n}$) para demostrar que es una sucesión estrictamente creciente.

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Un árbol recién plantado mide $150$ cm. Cada año, su altura aumenta en un $5$ % respecto a la altura del año anterior. Expresa su altura $h_n$ al cabo de $n$ años y…

Un árbol recién plantado mide $150$ cm. Cada año, su altura aumenta en un $5$ % respecto a la altura del año anterior. Expresa su altura $h_n$ al cabo de $n$ años y justifica mediante el criterio del cociente que la sucesión de sus alturas es creciente.

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La población de una colonia de bacterias en un cultivo controlado se modeliza mediante la sucesión $P_n = 200 \cdot (1,15)^n$, donde $n \geq 1$ representa los días…

La población de una colonia de bacterias en un cultivo controlado se modeliza mediante la sucesión $P_n = 200 \cdot (1,15)^n$, donde $n \geq 1$ representa los días transcurridos. Utiliza el criterio del cociente $\frac{P_{n+1}}{P_n}$ para demostrar rigurosamente que la población está en constante crecimiento.

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Sucesiones con radicales

Con raíces, la resta $a_{n+1} - a_n$ no deja ver su signo. La salida es multiplicar y dividir por el conjugado, igual que hacías para racionalizar.

Esquema de la diferencia de dos raíces consecutivas transformada en una fracción con numerador uno al usar el conjugado. c(n+1) − c(n) = (n+6) − (n+5) √(n+6) + √(n+5) = 1 √(n+6) + √(n+5) el conjugado saca las raíces de la resta
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Considera la sucesión con radicales $c_n = \sqrt{n+5}$. Demuestra que es estrictamente creciente. Para evitar trabajar directamente con desigualdades de raíces,…

Considera la sucesión con radicales $c_n = \sqrt{n+5}$. Demuestra que es estrictamente creciente. Para evitar trabajar directamente con desigualdades de raíces, multiplica y divide la expresión $c_{n+1} - c_n$ por su conjugado.

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Demuestra que la sucesión de término general $a_n = \sqrt{n^2+n} - n$ es estrictamente creciente. Pista: Multiplica y divide por la expresión conjugada antes de analizar…

Demuestra que la sucesión de término general $a_n = \sqrt{n^2+n} - n$ es estrictamente creciente. Pista: Multiplica y divide por la expresión conjugada antes de analizar la diferencia $a_{n+1} - a_n$.

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Sucesiones con un parámetro

A veces la pregunta es para qué valores de un parámetro la sucesión crece. Se plantea $a_{n+1} - a_n > 0$ (o cociente $> 1$) y se resuelve la inecuación.

Movés $k$ y mirá la inclinación: para $k > 3$ la recta sube.

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Halla los valores del parámetro $k \in \mathbb{R}$ para los cuales la sucesión definida por $a_n = (k-3)n + 5$ es estrictamente creciente. Razona tu respuesta a partir…

Halla los valores del parámetro $k \in \mathbb{R}$ para los cuales la sucesión definida por $a_n = (k-3)n + 5$ es estrictamente creciente. Razona tu respuesta a partir de la diferencia $a_{n+1} - a_n$.

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Encuentra el rango de valores de $x \in \mathbb{R}$ para los que la sucesión geométrica $a_n = (2x - 1)^n$ es estrictamente creciente y de términos exclusivamente…

Encuentra el rango de valores de $x \in \mathbb{R}$ para los que la sucesión geométrica $a_n = (2x - 1)^n$ es estrictamente creciente y de términos exclusivamente positivos.

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Practica★★★Sin empezar
Analiza el crecimiento de la sucesión $a_n = \frac{n^2+k}{n}$, donde $k$ es un número real. Demuestra que la sucesión es estrictamente creciente para todo $n \geq 1$ si…

Analiza el crecimiento de la sucesión $a_n = \frac{n^2+k}{n}$, donde $k$ es un número real. Demuestra que la sucesión es estrictamente creciente para todo $n \geq 1$ si y solo si el parámetro $k$ cumple la condición $k < 2$.

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Sucesiones por recurrencia y sumas parciales

Si la sucesión está dada por recurrencia, no hace falta la fórmula general: la diferencia $a_{n+1} - a_n$ ya aparece en la definición.

Lo mismo pasa con una suma parcial $S_n = t_1 + t_2 + \dots + t_n$: es $S_{n+1} - S_n = t_{n+1}$. Si todos los sumandos son positivos, $S_n$ crece.

Hay recurrencias con raíz, como $w_{n+1} = \sqrt{2 + w_n}$. Al ser todo positivo, comparar $w_{n+1}$ con $w_n$ equivale a comparar sus cuadrados.

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Comprueba que la sucesión definida por recurrencia como $a_1 = 3$ y $a_{n+1} = a_n + \frac{1}{n}$ es estrictamente creciente para todo $n \geq 1$.

Comprueba que la sucesión definida por recurrencia como $a_1 = 3$ y $a_{n+1} = a_n + \frac{1}{n}$ es estrictamente creciente para todo $n \geq 1$.

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Practica★★★Sin empezar
Dada la sucesión definida como la suma parcial $S_n = \sum_{i=1}^n \frac{1}{i^2} = 1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{9} + \dots + \frac{1}{n^2}$. Justifica de forma analítica…

Dada la sucesión definida como la suma parcial $S_n = \sum_{i=1}^n \frac{1}{i^2} = 1 + \frac{1}{4} + \frac{1}{9} + \dots + \frac{1}{n^2}$. Justifica de forma analítica por qué esta sucesión es estrictamente creciente y deduce si la diferencia entre términos consecutivos aumenta o disminuye a medida que $n$ se hace muy grande.

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Practica★★★Sin empezar
Una red de servidores registra el tiempo medio de latencia (en milisegundos) mediante la sucesión recurrente $u_1 = 2$, $u_{n+1} = \sqrt{6 + u_n}$. Sabiendo que todos…

Una red de servidores registra el tiempo medio de latencia (en milisegundos) mediante la sucesión recurrente $u_1 = 2$, $u_{n+1} = \sqrt{6 + u_n}$. Sabiendo que todos los términos generados son positivos y estrictamente menores que $3$, demuestra analizando el signo de $u_{n+1}^2 - u_n^2$ que la sucesión es estrictamente creciente.

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Cuando el crecimiento se frena

Una sucesión puede crecer al principio y después dejar de hacerlo. Ahí el cociente da la información justa.

Un caso famoso es $a_n = \left(1 + \dfrac{1}{n}\right)^n$. Sus primeros términos son $a_1 = 2$, $a_2 = 2{,}25$, $a_3 = \left(\tfrac{4}{3}\right)^3 \approx 2{,}37$. Parece crecer, y se puede demostrar que lo hace. Pero se frena: nunca llega a $3$. Se acerca al número $e \approx 2{,}718$, que vas a estudiar en el apartado de sucesiones exponenciales.

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Estudia la monotonía de la sucesión $x_n = \frac{2^n}{n!}$. Demuestra que no es estrictamente creciente para todo $n$, indicando a partir de qué término específico…

Estudia la monotonía de la sucesión $x_n = \frac{2^n}{n!}$. Demuestra que no es estrictamente creciente para todo $n$, indicando a partir de qué término específico comienza a decrecer de forma estricta.

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Practica★★★Sin empezar
Sea la sucesión $a_n = \left(1 + \frac{1}{n}\right)^n$. Sabiendo que esta sucesión modeliza el crecimiento del capital bajo un interés compuesto del 100 % anual con $n$…

Sea la sucesión $a_n = \left(1 + \frac{1}{n}\right)^n$. Sabiendo que esta sucesión modeliza el crecimiento del capital bajo un interés compuesto del 100 % anual con $n$ capitalizaciones (cuyo límite es la capitalización continua), calcula sus tres primeros términos para comprobar empíricamente que crece. A continuación, plantea el inicio de su demostración general desarrollando el binomio de Newton para $a_n$ y $a_{n+1}$.

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Volvé al principio: Camila no puede asegurar con unos días de datos que el cultivo siempre crece. Si el modelo es $P_n = 200 \cdot (1{,}15)^n$, le alcanza con ver que el cociente de dos días consecutivos es $1{,}15 > 1$ para demostrarlo para todo $n$.

Resumen

Ver todos los ejercicios de este apartado