Progressões geométricas
Aprenda sobre as Características Gerais da Progressão Geométrica.
PROGRESSÕES GEOMÉTRICAS
Na sequência (5, 10, 20, 40, 80, 160,…) podemos notar que multiplicando cada termo por 2 obtemos o termo seguinte:
5 x 2 = 10
10 x 2 = 20
20 x 2 = 40
40 x 2 = 80
80 x 2 = 160
Sequências com essa característica, em que sempre multiplicando o mesmo valor se obtém os próximos termos, receberão a partir de agora um tratamento especial. Elas serão chamadas de progressões geométricas, como definiremos a seguir.
DEFINIÇÃO
Chamamos progressão geométrica (P.G.) a toda sequência onde, multiplicando uma mesma constante a cada termo, obtemos o termo seguinte. Esta constante é denominada razão da P.G., e será representada pela letra q.
A P.G. (5, 10, 20, 40, 80, 160) tem razão q = 2.
Temos, por definição, que uma P.G. é uma sequência , com o
primeiro termo igual à a(a1 = a), dada por uma lei de recorrência da forma:
Ou seja, é uma sequência da forma:
(a, a.q, a.q2, a.q3, a.q4, …)
Ou ainda, é possível escrever uma PG da seguinte forma:
Com 3 termos ➜ ( a/q, a, aq)
Com 4 termos ➜ ( a /q², a / q, aq, aq²) e assim por diante…
Exemplos:
é uma P.G. crescente, com e .
é uma P.G. decrescente, com e .
é é uma P.G. decrescente, com e
é uma P.G. crescente, com e .
é uma P.G. estacionária com e .
é uma P.G. alternante com e .
FÓRMULA DO TERMO GERAL DA P.G
Como foi definido, podemos escrever a P.G. multiplicando cada termo pela razão q, para obter o termo seguinte. Assim teremos:
(a1, a1.q, a1.q2, a1.q3, a1.q4, …, a1.qn–1, …)
Observe que:
a2 = a1.q1,
a3 = a1.q2,
a4 = a1.q3,
a5 = a1.q4
.
.
.
an = ?
Note que, o expoente de q é sempre uma unidade menor do que o índice do termo geral à esquerda.
Dessa forma, temos
an = a1.qn–1
Exemplos:
1. Em uma PG de primeiro termo a1 = 2 e q = 3, o termo geral pode ser dado por:
an = a1.qn – 1 = 2 . 3n – 1
Caso desejássemos encontrar o sexto termo, teríamos:
a6 = 2.36 – 1 = 2.35 = 486
PROPRIEDADES DOS TERMOS
1ª PROPRIEDADE:
Uma sequência de três termos não nulos é uma PG se, e somente se, o quadrado do termo central é igual ao produto dos outros dois.
Isso é equivalente a escrever:
Sendo a, b e c três números não nulos, então
(a, b, c) é PG ↔ b2 = a.c
Demonstração:
De fato, como a, b e c são não nulos, temos que
(a, b, c) é PG ↔ , = ↔ b2 = a.c
Portanto, para a, b e c são não nulos, (a, b, c) é PG ↔ b2 = a.c
Como queríamos demonstrar.
Exemplos:
Considere a P.G. (2, 4, 8)
Note que 42 = 2.8
Essa é uma importante propriedade que pode ser estendida. Em geral, uma sequência de termos não nulos quaisquer será um P.G. se, e somente se, o quadrado de todo termo que possui antecessor e sucessor, for igual ao produto entre o seu antecessor e o seu sucessor.
Considere a P.G. (1, 2, 4, 8, 16), de razão 2.
22 = 1.4,
42 = 2.8,
8² = 4.16
2º PROPRIEDADE:
Sejam am, an, aj e ak quatro termos quaisquer de uma P.G. de termos não nulos, com razão q ≠ 0 e |q| ≠ 1. Dessa forma, temos:
am . an = aj . ak se, e somente se, m + n = j + k.
Demonstração:
De fato, seja q a razão da P.G.
am . an = ap . aq ↔
a1. qm – 1. a1. qm – 1 = a1.qj – 1. a1. qk – 1↔
qm – 1. qn – 1 = qj – 1. qk – 1 ↔
qm – 1 + n – 1 = qj – 1 + k – 1 ↔
m – 1 + n – 1 = j – 1 + k – 1 ↔
m + n – 2 = j + k – 2 ↔
m + n = j + k
Como queríamos demonstrar.
Exemplo:
Considere a P.G. (1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256,…)
Note que a1.a5 = 1.16 = 16 e a2.a4 = 2.8 = 16, sendo assim, a1.a5 = a2.a4
Da mesma forma, a3.a8 = 4.128 = 512 e a5.a6 = 16.32 = 512, sendo assim, a3.a8 = a5.a6,
Observação:
A partir das propriedades 1 e 2, obtemos dois resultados muito importantes relativos as Progressões Geométricas.
1. Em toda P.G. finita, o produto de dois termos equidistantes dos extremos é igual ao produto dos extremos.
2. Em toda P.G. finita, com número ímpar de termos, o quadrado do termo central é igual ao produto dos extremos (ou de dois termos equidistantes dos extremos).
Exemplos:
Considere a P.G. a seguir, que possui uma quantidade ímpar de termos.
Note que, o produto dos termos equidistantes dos extremos é sempre 256.
2.128 = 256
4.64 = 256
8.32 = 256
Além disso, note que o termo central é 16. E temos 162 = 256.