El n-ésimo término de una sucesión
Chloe empieza una alcancía con $\$8$ en la semana 1 y agrega $\$5$ cada semana después. ¿Cuánto habrá en la alcancía en la semana 30 sin tener que sumar $\$5$ veintinueve veces? Una sucesión con una buena fórmula lo responde en una sola línea. En esta página aprenderás a encontrar esa fórmula a partir de una lista de números, una figura, una regla recursiva o un problema con palabras.
De una lista a una fórmula
La posición $n$ siempre es un entero positivo: $1, 2, 3, \dots$ (o $0, 1, 2, \dots$ cuando el problema lo indica). Para hallar un término, sustituye la posición.
Para $a_n = n^2 - 2n$: $a_1 = 1 - 2 = -1$, $a_2 = 0$, $a_3 = 3$ y $a_{10} = 100 - 20 = 80$.
Escribe una fórmula y observa cómo cambian los términos al crecer $n$:
Dada la sucesión cuyo término general es $a_n = \frac{2n-1}{n+3}$, calcule sus cinco primeros términos.
Dada la sucesión cuyo término general es $a_n = \frac{2n-1}{n+3}$, calcule sus cinco primeros términos.
Si el término general de una sucesión es $b_n = n^2 - 5n + 6$, averigüe qué valor exacto tiene el término que ocupa la posición vigésima ($b_{20}$).
Si el término general de una sucesión es $b_n = n^2 - 5n + 6$, averigüe qué valor exacto tiene el término que ocupa la posición vigésima ($b_{20}$).
Compruebe matemáticamente si el número $47$ pertenece a la sucesión de término general $c_n = 3n + 2$. En caso afirmativo, indique qué lugar ocupa en dicha sucesión.
Compruebe matemáticamente si el número $47$ pertenece a la sucesión de término general $c_n = 3n + 2$. En caso afirmativo, indique qué lugar ocupa en dicha sucesión.
Patrones aritméticos y geométricos
Dos patrones aparecen constantemente. En uno sumas el mismo número en cada paso; en el otro multiplicas por el mismo número en cada paso.
Para decidir qué patrón tienes, resta términos consecutivos (diferencia constante significa aritmética) y divide términos consecutivos (razón constante significa geométrica).
Encuentre la expresión del término general de la siguiente sucesión aritmética: $5, 9, 13, 17, 21, \dots$
Encuentre la expresión del término general de la siguiente sucesión aritmética:
$5, 9, 13, 17, 21, \dots$
Encuentre la expresión del término general de la siguiente sucesión geométrica: $3, -6, 12, -24, 48, \dots$
Encuentre la expresión del término general de la siguiente sucesión geométrica:
$3, -6, 12, -24, 48, \dots$
Fracciones: numerador y denominador por separado
Cuando los términos son fracciones, trata los numeradores y los denominadores como dos sucesiones separadas, encuentra una fórmula para cada una y únelas al final.
Algunos bloques básicos que verás una y otra vez:
| Las posiciones $1, 2, 3, 4$ dan | Fórmula |
|---|---|
| $1, 2, 3, 4, \dots$ | $n$ |
| $2, 4, 6, 8, \dots$ | $2n$ |
| $1, 3, 5, 7, \dots$ | $2n - 1$ |
| $1, 4, 9, 16, \dots$ | $n^2$ |
| $2, 5, 10, 17, \dots$ | $n^2 + 1$ |
| $2, 4, 8, 16, \dots$ | $2^n$ |
| $1, 3, 9, 27, \dots$ | $3^{n-1}$ |
Escriba el término general $f_n$ de la siguiente sucesión de fracciones: $\frac{1}{2}, \frac{4}{5}, \frac{9}{10}, \frac{16}{17}, \dots$
Escriba el término general $f_n$ de la siguiente sucesión de fracciones:
$\frac{1}{2}, \frac{4}{5}, \frac{9}{10}, \frac{16}{17}, \dots$
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:
$\frac{2}{3}, \frac{5}{9}, \frac{8}{27}, \frac{11}{81}, \dots$
Signos alternados y sucesiones en dos partes
El factor $(-1)^n$ cambia el signo en cada paso.
A veces las posiciones impares siguen una regla y las pares otra. Usa dos "interruptores" que activan o desactivan cada regla:
Escriba el término general de una sucesión cuyos términos son números enteros consecutivos pero con signos alternados: $-1, 2, -3, 4, -5, \dots$
Escriba el término general de una sucesión cuyos términos son números enteros consecutivos pero con signos alternados:
$-1, 2, -3, 4, -5, \dots$
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.
Patrones cuadráticos: usando diferencias
Si una sucesión no es aritmética ni geométrica, mira las diferencias entre términos consecutivos y luego las diferencias de esas diferencias.
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 ($a_{50}$).
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.
Fórmulas recursivas
Una sucesión también puede definirse recursivamente (con una relación de recurrencia): das el primer término (o los primeros) y una regla que construye cada término a partir de los anteriores.
$$a_1 = 4,\qquad a_n = 2a_{n-1} - 3 \ (n \ge 2)$$Calcula los términos uno por uno: $a_2 = 2(4) - 3 = 5$, $a_3 = 2(5) - 3 = 7$, $a_4 = 2(7) - 3 = 11$. La lista es $4, 5, 7, 11, \dots$
Si la regla es $a_n = a_{n-1} + d$, la sucesión es aritmética. Si es $a_n = r\,a_{n-1}$, es geométrica. Otras reglas requieren un poco más de trabajo. A continuación van dos métodos.
Método 1: lista los términos y descubre el patrón.
Método 2: una sucesión auxiliar. Cuando la regla tiene la forma $a_n = r\,a_{n-1} + c$, desplaza la sucesión para que desaparezca la $c$ sobrante.
Dada la ley de recurrencia $a_1 = 2$ y $a_n = 3a_{n-1} - 1$ para $n \ge 2$, calcule los cuatro primeros términos de la sucesión.
Dada la ley de recurrencia $a_1 = 2$ y $a_n = 3a_{n-1} - 1$ para $n \ge 2$, calcule los cuatro primeros términos de la sucesión.
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 $2$.
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 $a_n$.
Patrones en figuras
Las figuras que crecen paso a paso generan sucesiones. El método: construye una tabla (número de figura, cantidad) y pregúntate "¿qué se suma o se multiplica cada vez?"
Algunas figuras involucran dos sucesiones a la vez: cuántas piezas hay y qué tan grande es cada pieza.
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 $n$.
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 $n$.
Modelos que multiplican: crecimiento y decaimiento
Cuando una cantidad cambia en un porcentaje fijo en cada período, multiplicas por el mismo número cada vez, así que la sucesión es geométrica.
-
Aumento de $r\%$: multiplica por $1 + \dfrac{r}{100}$.
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Disminución de $r\%$: multiplica por $1 - \dfrac{r}{100}$.
Antes de escribir una fórmula, decide si empiezas a contar en $n = 0$ (el valor inicial) o en $n = 1$.
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 $2 \text{ m}^2$:
- a) Escribe el término general $S_n$ que representa la superficie cubierta al cabo de $n$ semanas.
- b) Calcula cuántas semanas completas deben pasar para que la superficie cubierta supere por primera vez los $1000 \text{ m}^2$.
El valor de mercado de un carro nuevo es de $\$24\,000$. Se estima que cada año pierde un $15\,\%…
El valor de mercado de un carro nuevo es de $\$24\,000$. Se estima que cada año pierde un $15\,\%$ de su valor respecto al año inmediatamente anterior. Encuentra el término general $Vn$ que expresa el valor del carro al cabo de $n$ años (considerando $n=0$ el momento de la compra), y determina su valor estimado al cabo de $5$ años.
Una pelota de goma se deja caer desde una altura inicial de $10$ pies. 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 $10$ pies. 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 $1$ pie.
Modelos que suman y modelos mixtos
Si una cantidad cambia en la misma cantidad en cada período, la sucesión es aritmética. Cuida las unidades: todo en la fórmula debe usar la misma unidad (recuerda que $1$ milla $= 5{,}280$ pies).
Algunas situaciones multiplican y suman en el mismo paso. Entonces un modelo recursivo es lo más natural.
Un atleta aficionado se prepara para un medio maratón. El primer día de entrenamiento corre $5$ millas, y decide aumentar la distancia diaria en $500$ pies exactos…
Un atleta aficionado se prepara para un medio maratón. El primer día de entrenamiento corre $5$ millas, y decide aumentar la distancia diaria en $500$ pies exactos respecto al día anterior. Expresa el término general $d_n$ de la distancia en millas recorrida el día $n$. ¿Qué día de su entrenamiento correrá exactamente $15$ millas?
Se invierten $\$5\,000$ en un fondo de inversión que ofrece un interés compuesto anual del $4\,\%…
Se invierten $\$5\,000$ en un fondo de inversión que ofrece un interés compuesto anual del $4\,\%$. Sin embargo, al final de cada año y tras aplicar los intereses, la entidad deduce $\$50$ fijos en concepto de comisiones de gestión. Escribe la ley de recurrencia para el capital $C_n$ acumulado al final del año $n$ (siendo $C_0 = 5000$), y calcula el capital en los tres primeros años ($C_1, C_2, C_3$).
Creciente, decreciente y acotada
Puedes usar la fórmula de una sucesión para estudiar su comportamiento con álgebra.
Para obtener $a_{n+1}$, sustituye cada $n$ de la fórmula por $n + 1$. Luego observa el signo de la diferencia $a_{n+1} - a_n$: escríbela como una sola fracción y decide si siempre es positiva o siempre es negativa. Para demostrar una cota, muestra que $M - a_n$ o $a_n - m$ tiene signo constante.
La misma habilidad construye una sucesión de diferencias $d_n = a_{n+1} - a_n$.
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.
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.
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 $\frac{5}{2}$.
Volvamos al inicio: la alcancía de Chloe es aritmética con $a_1 = 8$ y $d = 5$, así que $a_n = 5n + 3$ y en la semana 30 hay $\$153$, sin necesidad de sumar 29 veces.