Livro de Matemática

Soma dos n termos de uma P.G.

Observe a P.G. genérica abaixo:

(a1, a2, a3, …, an)

Como obter a soma dos termos desta sequência?

a1 + a2 + a3, + … + an = ? onde q ≠ 1.

(I) Sn = a1 + a1q + a1q² + … + a1qn – 1
(II) qSn = a1q + a1q² + a1q³ + … + a1qn – 1 + a1qn

Fazendo (II) – (I) teremos:

qSn – Sn = – a1 + a1qn
Sn(q – 1) = a1(qn – 1)

Sn
=
a1(qn – 1)
q – 1

Exemplo 1

Quantos termos da P.G. (2, 6, 18,…) devem ser considerados a fim de que a soma resulte 19.682?


Dados do problema:
Sn = 19.682
a1 = 2
q = 6 ÷ 2 = 3

Aplicando os dados na fórmula da soma dos n termos de uma P.G. teremos:

Sn
=
a1(qn – 1)
q – 1
Sn
=
2(3n – 1)
3 – 1

19.682 = 3n – 1
19.683 = 3n

Fatorando o número 19.683 encontraremos 39.

39 = 3n

Logo, n = 9

Exemplo 2

Um indivíduo contraiu uma dívida e precisou pagá-la em oito prestações assim determinadas:
1ª: R$60,00; 2ª: R$90,00; 3ª: R$135,00; e assim por diante. Qual o valor total da dívida?


O total da dívida pode ser representada como a soma dos termos da P.G. abaixo:

60 + 90 + 135 + … + a8 = Sn

Sn
=
a1(qn – 1)
q – 1
S8
=
60((90/60)8 – 1)
(90/60) – 1
S8
=
60(3/28 – 1)
3/2 – 1

S8 = 2.955,46875

O total da dívida é de aproximadamente R$ 2.956,00.

Exemplo 3

Num apiário há seis viveiros. O número de abelhas em cada viveiro está indicado na tabela abaixo:

  Machos Fêmeas
1º viveiro 3 2
2º viveiro 6 6
3º viveiro 12 18

Supondo que os valores variam segundo progressões geométricas, quantas abelhas há, ao todo, no apiário?


Como há seis viveiros, a tabela vai até a sexta linha. As colunas Machos e Fêmeas da tabela representam, cada uma, uma P.G.

Machos → (3, 6, 12, …, a6)
Fêmeas → (2, 6, 18, …, a6)

O total de abelhas no apiário é a soma (Sn(machos) + Sn(fêmeas)).

Sn(machos) → 3 + 6 + 12 + … + a6

Sn(machos)
=
a1(qn – 1)
q – 1
S6
=
3(26 – 1)
2 – 1

S6 = 3(26 – 1)
S6 = 189

Sn(fêmeas) → 2 + 6 + 18 + … + a6

Sn(fêmeas)
=
a1(qn – 1)
q – 1
S6
=
2(36 – 1)
3 – 1
S6
=
1.456
2

S6 = 728

Total de abelhas no apiário = Sn(machos) + Sn(fêmeas)
Total de abelhas no apiário = 189 + 728
Total de abelhas no apiário = 917