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Números reales · Sucesiones

Término general de una sucesión

Te conviene dominar: Progresiones aritméticas (3° de secundaria)
Te conviene dominar: Progresiones geométricas (3° de secundaria)

Ximena paga una app de música y le suben la cuota todos los meses; Diego deja caer una pelota y ve que cada rebote es más bajo. ¿Se puede describir todo eso con una sola fórmula que dé cualquier término sin calcular los anteriores? Eso es el término general, y lo vas a construir en esta página.

El término general

$$a_n = \frac{2n-1}{n+3} \quad\Rightarrow\quad a_1 = \frac{1}{4},\ a_2 = \frac{3}{5},\ a_3 = \frac{5}{6},\ a_4 = \frac{7}{7} = 1,\ldots$$

Escribe una expresión y observa cómo cambian las barras al avanzar $n$:

Si la sucesión es aritmética o geométrica, ya conoces las fórmulas: $a_n = a_1 + (n-1)d$ y $a_n = a_1 \cdot r^{\,n-1}$. Por ejemplo, $5, 9, 13, \ldots$ tiene $d=4$, así que $a_n = 5 + 4(n-1) = 4n+1$. Y $3, -6, 12, \ldots$ tiene $r=-2$, así que $a_n = 3(-2)^{n-1}$.

Cuando no es ninguna de las dos, busca una relación con $n$. Por ejemplo, en $0, 3, 8, 15, 24, \ldots$ cada término es un cuadrado perfecto menos 1: $a_n = n^2 - 1$. Compruébalo: $n=1$ da $0$, $n=2$ da $3$, $n=3$ da $8$.

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Dada la sucesión cuyo término general es $a_n = \frac{2n-1}{n+3}$, calcula sus cinco primeros términos.

Dada la sucesión cuyo término general es $a_n = \frac{2n-1}{n+3}$, calcula sus cinco primeros términos.

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Encuentra la expresión del término general de la siguiente sucesión aritmética: $5, 9, 13, 17, 21, \dots$

Encuentra la expresión del término general de la siguiente sucesión aritmética:

$5, 9, 13, 17, 21, \dots$

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Encuentra la expresión del término general de la siguiente sucesión geométrica: $3, -6, 12, -24, 48, \dots$

Encuentra la expresión del término general de la siguiente sucesión geométrica:

$3, -6, 12, -24, 48, \dots$

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Si el término general de una sucesión es $b_n = n^2 - 5n + 6$, averigua qué valor exacto tiene el término que ocupa la posición vigésima ($b_{20}$).

Si el término general de una sucesión es $b_n = n^2 - 5n + 6$, averigua qué valor exacto tiene el término que ocupa la posición vigésima ($b_{20}$).

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Comprueba matemáticamente si el número $47$ pertenece a la sucesión de término general $c_n = 3n + 2$. En caso afirmativo, indica qué lugar ocupa en dicha sucesión.

Comprueba matemáticamente si el número $47$ pertenece a la sucesión de término general $c_n = 3n + 2$. En caso afirmativo, indica qué lugar ocupa en dicha sucesión.

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Averigua el término general de la sucesión $0, 3, 8, 15, 24, \dots$ y utilízalo para calcular el valor exacto del término que ocupa la posición quincuagésima ($a_{50}$).

Averigua el término general de la sucesión $0, 3, 8, 15, 24, \dots$ y utilízalo para calcular el valor exacto del término que ocupa la posición quincuagésima ($a_{50}$).

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Dada la sucesión cuyo término general es $a_n = \frac{n^2+1}{n}$, halla la expresión del término general de la sucesión diferencia definida como $d_n = a_{n+1} - a_n$ y…

Dada la sucesión cuyo término general es $a_n = \frac{n^2+1}{n}$, halla la expresión del término general de la sucesión diferencia definida como $d_n = a_{n+1} - a_n$ y simplifica el resultado al máximo.

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Numerador y denominador por separado

Cuando el término general es una fracción, estudia numeradores y denominadores como dos sucesiones independientes y combínalas al final.

Diagrama que descompone los términos de la sucesión de fracciones en numeradores que son cuadrados perfectos y denominadores iguales al numerador más uno. 14916… 251017… n²: n²+1: término general: an = n² / (n²+1)
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Escribe el término general $f_n$ de la siguiente sucesión de fracciones: $\frac{1}{2}, \frac{4}{5}, \frac{9}{10}, \frac{16}{17}, \dots$

Escribe el término general $f_n$ de la siguiente sucesión de fracciones:

$\frac{1}{2}, \frac{4}{5}, \frac{9}{10}, \frac{16}{17}, \dots$

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Encuentra el término general $a_n$ de la siguiente sucesión combinando los patrones que rigen su numerador y su denominador de forma independiente:…

Encuentra el término general $a_n$ de la siguiente sucesión combinando los patrones que rigen su numerador y su denominador de forma independiente:

$\frac{2}{3}, \frac{5}{9}, \frac{8}{27}, \frac{11}{81}, \dots$

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Signos alternos

El factor $(-1)^n$ cambia el signo en cada término: negativo si $n$ es impar y positivo si $n$ es par (con $(-1)^{n+1}$ ocurre al revés).

Casillas con los términos -1, 2, -3, 4, -5 que alternan de signo según la paridad de n. -1 2 -3 4 -5 … n impar: − n par: + an = (−1)n · n

Pares e impares con reglas distintas

En $1, 4, 3, 8, 5, 12, 7, 16, \ldots$ las posiciones impares dan $1, 3, 5, 7$ y las pares dan $4, 8, 12, 16$. Separa las dos sucesiones y busca el patrón de cada una:

  • Posición $n$ impar: el valor es $n$.

  • Posición $n$ par: el valor es $2n$.

Para unificarlas necesitas algo que valga $0$ en un caso y $1$ en el otro. La expresión $\dfrac{1+(-1)^n}{2}$ vale $1$ si $n$ es par y $0$ si es impar. Entonces:

$$a_n = n + \frac{1+(-1)^n}{2}\, n = n\cdot\frac{3+(-1)^n}{2}$$

Comprobación: $n=1$ da $1\cdot\frac{2}{2}=1$; $n=2$ da $2\cdot\frac{4}{2}=4$; $n=3$ da $3$; $n=4$ da $8$ ✓.

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Escribe el término general de una sucesión cuyos términos son números enteros consecutivos pero con signos alternados: $-1, 2, -3, 4, -5, \dots$

Escribe el término general de una sucesión cuyos términos son números enteros consecutivos pero con signos alternados:

$-1, 2, -3, 4, -5, \dots$

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Encuentra un único término general explícito $a_n$ para la sucesión $1, 4, 3, 8, 5, 12, 7, 16, \dots$ utilizando la expresión $(-1)^n$ para unificar el comportamiento…

Encuentra un único término general explícito $a_n$ para la sucesión $1, 4, 3, 8, 5, 12, 7, 16, \dots$ utilizando la expresión $(-1)^n$ para unificar el comportamiento dispar que presentan los términos pares y los términos impares.

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Leyes de recurrencia

Una sucesión también puede darse por recurrencia: cada término se calcula a partir de los anteriores.

$$a_1 = 2, \qquad a_n = 3a_{n-1} - 1 \ (n \ge 2) \quad\Rightarrow\quad 2,\ 5,\ 14,\ 41,\ \ldots$$

Muchas situaciones se escriben de forma natural así: un capital que cada año se multiplica por un factor y al que luego se le resta una cantidad fija cumple $C_n = k\,C_{n-1} - c$, con $C_0$ dado.

Otro caso: $x_1=1$, $x_2=2$, $x_n = x_{n-1}+2x_{n-2}$ da $1, 2, 4, 8, 16, 32$. Los términos son potencias de $2$, así que $x_n = 2^{n-1}$.

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Dada la ley de recurrencia $a_1 = 2$ y $a_n = 3a_{n-1} - 1$ para $n \ge 2$, calcula los cuatro primeros términos de la sucesión.

Dada la ley de recurrencia $a_1 = 2$ y $a_n = 3a_{n-1} - 1$ para $n \ge 2$, calcula los cuatro primeros términos de la sucesión.

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Una sucesión recurrente se define mediante las condiciones iniciales $x_1 = 1$, $x_2 = 2$ y la ley de recurrencia $x_n = x_{n-1} + 2x_{n-2}$ para todo $n \ge 3$. Calcula…

Una sucesión recurrente se define mediante las condiciones iniciales $x_1 = 1$, $x_2 = 2$ y la ley de recurrencia $x_n = x_{n-1} + 2x_{n-2}$ para todo $n \ge 3$. Calcula los términos de la sucesión hasta $x_6$ y deduce una fórmula explícita para el término general $x_n$ en función de potencias de $2$.

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Se define la sucesión $a_n$ mediante la relación de recurrencia $a_1 = 3$ y $a_n = 2a_{n-1} + 1$ para $n \ge 2$. Para encontrar su término general explícito, define una…

Se define la sucesión $a_n$ mediante la relación de recurrencia $a_1 = 3$ y $a_n = 2a_{n-1} + 1$ para $n \ge 2$. Para encontrar su término general explícito, define una nueva sucesión auxiliar $b_n = a_n + 1$. Demuestra que $b_n$ es una progresión geométrica, halla su término general $b_n$ y, a partir de él, deduce el término general de $a_n$.

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Sucesiones que modelan situaciones reales

Poblaciones, depreciaciones, entrenamientos o ahorros se describen con sucesiones. Primero identifica si en cada paso se suma o se multiplica una cantidad fija, y si $n$ empieza en $0$ o en $1$.

Gráfica de barras de la depreciación anual del valor de un auto del año 0 al año 4, multiplicando por 0.85 cada año. n=0n=1n=2n=3n=4 Vn = V0 · 0.85n (pierde 15 % al año)

Si el patrón es "se suma una cantidad fija", la sucesión es aritmética. Por ejemplo, con figuras de palillos donde cada figura nueva añade 5 palillos y la primera lleva 6 (6, 11, 16, …): $P_n = 6 + 5(n-1) = 5n+1$.

Cuando pregunten "¿cuándo se supera o baja de cierto valor?", plantea una desigualdad con el término general. Si $n$ está en un exponente, usa logaritmos: por ejemplo, $10\,(0.75)^n < 1$ da $n > \dfrac{\ln 0.1}{\ln 0.75} \approx 8.0$, así que se necesitan 9 rebotes. Cuidado: al dividir entre $\ln 0.75$, que es negativo, la desigualdad se invierte.

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Una población de algas microscópicas en un lago controlado triplica su superficie cubierta cada semana. Si en la primera semana (semana $n=1$) cubren una superficie de…

Una población de algas microscópicas en un lago controlado triplica su superficie cubierta cada semana. Si en la primera semana (semana $n=1$) cubren una superficie de $2 \text{ m}^2$:

  1. a) Escribe el término general $S_n$ que representa la superficie cubierta al cabo de $n$ semanas.
  2. b) Calcula cuántas semanas completas deben pasar para que la superficie cubierta supere por primera vez los $1000 \text{ m}^2$.
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Observa la siguiente secuencia de figuras formadas por hexágonos adyacentes que comparten uno o varios lados. La Figura 1 está formada por 6 palillos, la Figura 2 por 11…

Observa la siguiente secuencia de figuras formadas por hexágonos adyacentes que comparten uno o varios lados. La Figura 1 está formada por 6 palillos, la Figura 2 por 11 palillos y la Figura 3 por 16 palillos. Escribe el término general del número de palillos $P_n$ necesarios para construir la Figura $n$.

1 6 palillos 2 11 palillos 3 16 palillos
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El valor de mercado de un auto nuevo es de $480\,000$ pesos. Se estima que cada año pierde un $15\,\%$ de su valor respecto al año inmediatamente anterior. Encuentra el…

El valor de mercado de un auto nuevo es de $480\,000$ pesos. Se estima que cada año pierde un $15\,\%$ de su valor respecto al año inmediatamente anterior. Encuentra el término general $V_n$ que expresa el valor del auto al cabo de $n$ años (considerando $n=0$ el momento de la compra), y determina su valor estimado al cabo de $5$ años.

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Un atleta aficionado se prepara para una media maratón. El primer día de entrenamiento corre $5$ km, y decide aumentar la distancia diaria en $500$ metros exactos…

Un atleta aficionado se prepara para una media maratón. El primer día de entrenamiento corre $5$ km, y decide aumentar la distancia diaria en $500$ metros exactos respecto al día anterior. Expresa el término general $d_n$ de la distancia en kilómetros recorrida el día $n$. ¿Qué día de su entrenamiento correrá exactamente $15$ km?

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Una pelota de goma se deja caer desde una altura inicial de $10$ metros. En cada rebote contra el suelo, la pelota alcanza una altura igual a $\frac{3}{4}$ de la altura…

Una pelota de goma se deja caer desde una altura inicial de $10$ metros. En cada rebote contra el suelo, la pelota alcanza una altura igual a $\frac{3}{4}$ de la altura máxima alcanzada en el rebote inmediatamente anterior. Escribe el término general $h_n$ de la altura alcanzada tras el $n$-ésimo rebote. Utilizando logaritmos, determina después de cuántos rebotes la altura máxima será por primera vez inferior a $1$ metro.

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Ampliación: patrones geométricos, monotonía y acotación

Dos patrones comunes. En una red de $n$ computadoras donde todas se conectan con todas, el número de conexiones es $C_n=\dfrac{n(n-1)}{2}$ (términos $0, 1, 3, 6, \ldots$). En un fractal de triángulos, si cada paso multiplica por 3 el número de triángulos nuevos y divide entre 4 el área de cada uno, tienes $T_n = 3^{n-1}$ y $A_n = \dfrac{A}{4^n}$.

Crece o decrece

Para comprobar si una sucesión crece o decrece, estudia el signo de $a_{n+1}-a_n$. Por ejemplo, en $a_n=\dfrac{3n-1}{n+2}$:

$$a_{n+1}-a_n=\frac{3n+2}{n+3}-\frac{3n-1}{n+2}=\frac{(3n+2)(n+2)-(3n-1)(n+3)}{(n+3)(n+2)}=\frac{7}{(n+3)(n+2)}>0$$

así que es estrictamente creciente.

Acotación

Una sucesión está acotada inferiormente por $m$ si $a_n \ge m$ para todo $n$, y acotada superiormente por $M$ si $a_n \le M$ para todo $n$. Para demostrarlo, plantea la desigualdad con $a_n$ y desarróllala hasta llegar a algo evidentemente cierto. Como los denominadores son positivos, se puede multiplicar en cruz sin invertir la desigualdad.

Para $a_n=\dfrac{5n+2}{2n+1}$ el procedimiento es igual: $\dfrac{5n+2}{2n+1}\ge\dfrac{7}{3}$ equivale a $15n+6\ge 14n+7$, es decir $n\ge 1$ (cierto); y $\dfrac{5n+2}{2n+1}\le\dfrac{5}{2}$ equivale a $10n+4\le 10n+5$, es decir $4\le 5$ (cierto).

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Se construye un fractal geométrico a partir de un triángulo equilátero de área $A$. En cada paso, se unen los puntos medios de los lados de los triángulos no sombreados…

Se construye un fractal geométrico a partir de un triángulo equilátero de área $A$. En cada paso, se unen los puntos medios de los lados de los triángulos no sombreados para formar 4 triángulos más pequeños, y se sombrea exclusivamente el central. Encuentra el término general $T_n$ que expresa el número de nuevos triángulos sombreados que se añaden en el paso $n$, y el término general $A_n$ para el área de uno solo de esos nuevos triángulos añadidos en el paso $n$.

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Demuestra matemáticamente, estudiando el signo algebraico de la diferencia $a_{n+1} - a_n$, si la sucesión $a_n = \frac{3n-1}{n+2}$ es estrictamente creciente o…

Demuestra matemáticamente, estudiando el signo algebraico de la diferencia $a_{n+1} - a_n$, si la sucesión $a_n = \frac{3n-1}{n+2}$ es estrictamente creciente o estrictamente decreciente.

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En una red de computadoras, el número total de conexiones directas posibles entre $n$ equipos (si todos están conectados físicamente con todos) forma una sucesión $C_n$.…

En una red de computadoras, el número total de conexiones directas posibles entre $n$ equipos (si todos están conectados físicamente con todos) forma una sucesión $C_n$. Sabiendo que $C_1 = 0$, $C_2 = 1$, $C_3 = 3$, y $C_4 = 6$, determina el término general $C_n$. A partir de él, deduce cuántos equipos componen una red que tiene exactamente $1225$ conexiones directas.

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Practica★★★Sin empezar
Estudia la acotación de la sucesión $a_n = \frac{5n+2}{2n+1}$. Para ello, demuestra algebraicamente que la sucesión está acotada inferiormente por $\frac{7}{3}$ y…

Estudia la acotación de la sucesión $a_n = \frac{5n+2}{2n+1}$. Para ello, demuestra algebraicamente que la sucesión está acotada inferiormente por $\frac{7}{3}$ y superiormente por $\frac{5}{2}$.

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Vuelve al principio: la cuota creciente de la app es una sucesión aritmética y los rebotes de la pelota, una geométrica; en ambos casos una fórmula en $n$ da cualquier término sin calcular los anteriores.

Resumen

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