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Número reales · Sucesiones

El n-ésimo término de una sucesión

Te conviene dominar: Sucesiones aritméticas (Álgebra 1)
Te conviene dominar: Sucesiones geométricas (Álgebra 1)

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 $n$:

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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.

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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 ($b_{20}$).

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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.

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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).

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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:

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

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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:

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

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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.

Las fracciones 1/2, 2/5, 3/8, 4/11 se separan en numeradores 1, 2, 3, 4 y denominadores 2, 5, 8, 11, que dan la fórmula n sobre 3n menos 1. 1234… 25811… arriba: n abajo: 3n − 1 a(n) = n / (3n − 1)

Algunos bloques básicos que verás una y otra vez:

Las posiciones $1, 2, 3, 4$ dan Fórmula
$1, 2, 3, 4, \dots$ $n$
$2, 4, 6, 8, \dots$ $2n$
$1, 3, 5, 7, \dots$ $2n - 1$
$1, 4, 9, 16, \dots$ $n^2$
$2, 5, 10, 17, \dots$ $n^2 + 1$
$2, 4, 8, 16, \dots$ $2^n$
$1, 3, 9, 27, \dots$ $3^{n-1}$
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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:

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

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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 alternados y sucesiones en dos partes

El factor $(-1)^n$ cambia el signo en cada paso.

Los términos 3, -6, 9, -12, 15 alternan el signo: positivo en las posiciones impares y negativo en las pares. 3 −6 9 −12 15 n impar: + n par: − a(n) = (−1)^(n+1) · 3n

A veces las posiciones impares siguen una regla y las pares otra. Usa dos "interruptores" que activan o desactivan cada regla:

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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:

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

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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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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.

Tabla de diferencias de la sucesión 2, 6, 12, 20, 30: primeras diferencias 4, 6, 8, 10 y segundas diferencias constantes 2, 2, 2. 26122030 46810 222 términos 1.ras dif. 2.das dif. 2.das diferencias constantes: cuadrática
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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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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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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.

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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.

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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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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?"

Filas de uno, dos y tres cuadrados hechos con palitos de fósforo, donde cada cuadrado nuevo comparte un lado con el anterior. Fig. 14 palitos Fig. 27 palitos Fig. 310 palitos

Algunas figuras involucran dos sucesiones a la vez: cuántas piezas hay y qué tan grande es cada pieza.

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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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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 $n$.

1 2 3
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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 $1 + \dfrac{r}{100}$.

  • 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 $n = 1$.

Gráfica de barras de una laptop que pierde 20 por ciento de su valor cada año: 1,200 dólares en el año 0, luego 960, 768, 614 y 492 dólares. $1,200$960$768$614$492 n = 0n = 1n = 2n = 3n = 4 V(n) = 1,200 · 0.8^n (pierde 20% al año)
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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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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.

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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.

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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.

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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?

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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 ($C_1, C_2, C_3$).

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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 $d_n = a_{n+1} - a_n$.

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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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Practica★★★Sin empezar
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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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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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.

Resumen

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