23.04.2013 Views

SEPARATA MATEMATIQUES X FP (GS) CY85_. - IOC

SEPARATA MATEMATIQUES X FP (GS) CY85_. - IOC

SEPARATA MATEMATIQUES X FP (GS) CY85_. - IOC

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

L. Pancorbo Palenzuela<br />

MATEMÀTIQUES<br />

ANNEX<br />

Prova d'accés<br />

Cicles Formatius de <strong>FP</strong>. Grau Superior<br />

Aquest annex inclou els continguts que guren en el nou temari<br />

de la prova d'accés per al curs 2010-2011 i que no estaven<br />

contemplats en el temari anterior.<br />

Els continguts nous s'han inclòs a l'índex del llibre destacats en<br />

vermell i amb el número de la pàgina corresponent a l'annex.


© VICENS VIVES<br />

Í<br />

N<br />

D<br />

E<br />

X<br />

I. Aritmètica i àlgebra<br />

1. Conjunts numèrics pàg. 2<br />

1. Revisió dels conjunts dels nombres naturals, enters i<br />

racionals.<br />

2. Els nombres irracionals.<br />

3. El conjunt dels nombres reals.<br />

4. Estimació i aproximació de quantitats.<br />

1. Expressions polinòmiques amb una indeterminada.<br />

2. Operacions amb polinomis.<br />

A. Nombres combinatoris. Binomi de Newton. (pàg. 4)<br />

3. Algoritme de Ruffini.<br />

4. Teorema del residu.<br />

5. Arrels i factorització d’un polinomi.<br />

5. Potències i radicals.<br />

6. Notació científica.<br />

7. Logaritmes.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

2. Polinomis pàg. 26<br />

6. Fraccions algèbriques.<br />

7. Operacions amb fraccions algèbriques.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

3. Equacions pàg. 44<br />

1. Equacions de primer i segon grau amb una incògnita.<br />

2. Equacions polinòmiques de grau més gran que dos.<br />

3. Equacions irracionals.<br />

4. Sistemes d’equacions.<br />

5. Resolució de sistemes d'equacions lineals.<br />

B. Sistemes de segon grau amb dues incògnites. (pàg. 6)<br />

Successions pàg. 44<br />

C. Successions de nombres reals. (pàg. 7)<br />

D. Progressions aritmètiques. (pàg. 8)<br />

E. Progressions geomètriques. (pàg. 11)<br />

II. Geometria<br />

1. Mesures d’angles. Unitats.<br />

2. Raons trigonomètriques d’un angle agut.<br />

3. Raons trigonomètriques d’un angle qualsevol.<br />

4. Relacions fonamentals entre les raons<br />

trigonomètriques.<br />

F. Successions monòtones i successions fitades. (pàg. 14)<br />

G. Límit d’una successió. (pàg. 15)<br />

4. Trigonometria pàg. 70<br />

1. Necessitat dels nombres complexos.<br />

2. Nombres complexos.<br />

3. Notació i representació gràfica dels nombres<br />

complexos.<br />

5. Resolució de triangles rectangles.<br />

6. Resolució de triangles no rectangles.<br />

7. Escales.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

5. Nombres complexos pàg. 92<br />

1. El pla com a conjunt de punts.<br />

2. Vectors.<br />

3. Components d'un vector.<br />

4. Producte escalar.<br />

5. Equacions de la recta.<br />

6. Equacions exponencials i logarítmiques.<br />

7. Resolució de problemes.<br />

8. Interès simple i interès compost.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

4. Operacions en forma binòmica.<br />

5. Operacions en forma trigonomètrica i polar.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

6. Vectors al pla pàg. 108<br />

6. Posició relativa de dues rectes.<br />

7. Distàncies.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.


III. Funcions i gràfiques<br />

7. Funcions (I) pàg. 128<br />

1. Concepte de funció.<br />

2. Funcions reals de variable real.<br />

3. Propietats globals d'una funció.<br />

4. Funcions polinòmiques: funcions lineals i funcions<br />

quadràtiques.<br />

8. Funcions (II) pàg. 146<br />

1. Límit d'una funció en un punt.<br />

2. Límit d'una funció en l'infinit.<br />

3. Càlcul de límits.<br />

4. Continuïtat d'una funció.<br />

11. Estadística bidimensional pàg. 204<br />

1. Distribucions bidimensionals.<br />

2. Diagrama de dispersió o núvol de punts.<br />

3. Correlació.<br />

12. Probabilitat pàg. 218<br />

1. Experiments aleatoris.<br />

2. Esdeveniments.<br />

3. Operacions amb esdeveniments.<br />

4. Probabilitat simple.<br />

5. Propietats de la probabilitat.<br />

5. Càlcul d'asímptotes.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

9. Derivades pàg. 164<br />

1. Taxa de variació d'una funció.<br />

2. Concepte de derivada.<br />

3. Càlcul de derivades.<br />

4. Interpretació geomètrica de la derivada. Recta tangent.<br />

5. Creixement i decreixement.<br />

6. Màxims i mínims relatius.<br />

IV. Estadística i probabilitat<br />

5. Funcions racionals i funcions irracionals.<br />

6. Funcions exponencials i funcions logarítmiques.<br />

7. Funcions definides a trossos.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

7. Gràfiques de funcions senzilles.<br />

H. Gràfiques de funcions exponencials i<br />

logarítmiques. (pàg. 18)<br />

8. Problemes d'optimització.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

10. Estadística unidimensional pàg. 186<br />

1. Població i variables estadístiques.<br />

2. Recompte i presentació de dades. Taules de<br />

freqüències.<br />

3. Gràfics estadístics.<br />

4. Paràmetres de centralització.<br />

I. Quartils i centils. (pàg. 20)<br />

5. Paràmetres de dispersió.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

4. Rectes de regressió.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

6. Probabilitat composta.<br />

7. Teorema de la probablitat total.<br />

Problemes resolts. Activitats. Exercicis de les<br />

proves d’accés.<br />

Annex: Repàs de geometria elemental pàg. 231<br />

© VICENS VIVES


4<br />

© VICENS VIVES<br />

A. NOMBRES COMBINATORIS. BINOMI DE NEWTON<br />

Donats dos nombres naturals m i n tals que m $ 1 i m $ n, es defi-<br />

neix el nombre combinatori 1 2 com:<br />

m<br />

neix el nombre combinatori 1 n 2 com:<br />

m<br />

n<br />

m<br />

El nombre combinatori 1 2<br />

A. Nombres combinatoris. Binomi de Newton<br />

es llegeix m sobre n. El valor superior, m, sol ser<br />

anomenat numerador i el valor inferior, n, ordre del nombre combinatori.<br />

Per exemple:<br />

x<br />

1 2<br />

5<br />

1 2<br />

3<br />

5!<br />

5 · 4 · 3!<br />

20<br />

= = = = 10<br />

3! · 2!<br />

3! · 2!<br />

2<br />

x!<br />

x · (x – 1) · (x – 2) · (x – 3)!<br />

x · (x – 1) · (x – 2)<br />

= = =<br />

3<br />

3! (x – 3)!<br />

3 · 2 · 1 · (x – 3)!<br />

6<br />

Propietats dels nombres combinatoris<br />

Els nombres combinatoris compleixen les propietats següents:<br />

• Propietat 1: 1 2 = m<br />

m<br />

1 2<br />

1<br />

• Propietat 2: 1 2 = m<br />

m<br />

1 2<br />

0<br />

= 1<br />

• Propietat 3: 1 2 = m<br />

m<br />

1 2<br />

n<br />

= m<br />

• Propietat 4: 1 2 + 1 2 = m<br />

m<br />

m + 1<br />

1 2<br />

n<br />

n<br />

m – 1<br />

m<br />

m<br />

n<br />

1 2 = 1 2 =<br />

m – n<br />

n + 1<br />

n + 1<br />

Triangle de Pascal (o de Tartaglia)<br />

m!<br />

n! · (m – n)!<br />

La forma més senzilla de calcular una sèrie completa de nombres combinatoris,<br />

com aquesta:<br />

4<br />

4<br />

4<br />

4<br />

4<br />

1 0<br />

2 1 1<br />

2 1 2<br />

2 1 3<br />

2 1 4<br />

2<br />

consisteix a construir el triangle de Tartaglia o de Pascal fins a la fila corresponent.<br />

És un triangle fàcil d'obtenir:<br />

• Totes les files comencen i acaben en 1.<br />

• La primera fila està formada per dos uns.<br />

• Cadascun dels nombres intermedis de les files inferiors s'obté sumantne<br />

els dos de la fila anterior que es troben situats immediatamente a la<br />

seva esquerra i a la seva dreta.<br />

RECORDA<br />

Anomenem factorial del nombre<br />

natural n, n . 1, i el representem<br />

amb n!, el producte:<br />

n! = n · (n – 1) · (n – 2) · … · 2 · 1<br />

A més, per definició:<br />

1! = 1 0! = 1<br />

HO SABIES?<br />

Malgrat que el triangle numèric rep<br />

els noms de Tartaglia (1499-1557)<br />

o de Pascal (1623-1662), la seva<br />

existència està datada de molts<br />

anys abans, en les antigues civilitzacions<br />

índia (2000 anys abans de<br />

Pascal) o xinesa (1700 anys abans<br />

de Pascal).<br />

Pascal, però, va fer un ús extens<br />

d'aquest triangle en el càlcul de<br />

probabilitats, i això ha fet que el<br />

seu nom hagi quedat associat al<br />

triangle.


Així, doncs, les quatre primeres files del triangle de Tartaglia són:<br />

1<br />

1<br />

1 1 1 2 1 2<br />

1 2 1<br />

2<br />

2<br />

2<br />

1 2 1 2 1 2<br />

, 0<br />

1<br />

2<br />

3<br />

3<br />

3<br />

3<br />

1 3 3 1 1 2 1 2 1 2 1 2<br />

4<br />

4<br />

4<br />

4<br />

4<br />

1 4 6 4 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2<br />

La quarta fila ens permet conèixer fàcilment els valors de la sèrie de nombres<br />

combinatoris que ens interessa:<br />

1 2 = 1 1 2 = 4 1 2 = 6 1 2 = 4 4<br />

4<br />

4<br />

4<br />

4<br />

1 2<br />

0<br />

Expressió de la potència d'un binomi<br />

L'ús dels nombres combinatoris ens permet escriure la fórmula que expressa<br />

la potència d'un binomi. Es tracta del binomi de Newton:<br />

(x + a) n = S<br />

m = 0<br />

n<br />

x n – m a m =<br />

= 1 2 xn + 1 2 xn – 1 a + … + 1 2 xn – m a m + … + 1 2 x an – 1 + 1 2 an<br />

n<br />

n<br />

n<br />

n<br />

n<br />

0<br />

1<br />

m<br />

n – 1<br />

n<br />

Si en lloc de x i a hi figuren unes altres expressions, s'aplica aquesta igualtat<br />

calculant les potències de les expressions corresponents. Per exemple:<br />

• (x + 3y) 4 = x 4 + 4 · x 3 · 3y + 6 · x 2 · (3y) 2 + 4 · x · (3y) 3 + (3y) 4 =<br />

= x 4 + 12x 3 y + 54x 2 y 2 + 108xy 3 + 81y 4<br />

• (2x + y 2 ) 3<br />

= (2x) 3 + 3 · (2x) 2 · y 2 + 3 · 2x · (y 2 ) 2<br />

+ (y 2 ) 3<br />

=<br />

= 8x 3 + 12x 2 y 2 + 6xy 4 + y 6<br />

També podem aplicar el desenvolupament anterior (expressió [1]) per trobar<br />

les successives potències d'una diferència, perquè (x – a) = (x + (–a)):<br />

(x – a) n = 1 2 xn – 1 2 x n – 1 a + 1 2 x n – 2 a 2 – … 6 1 2 x an – 1 n<br />

n<br />

n<br />

n<br />

n<br />

n<br />

6 1 2 a<br />

0<br />

1<br />

1<br />

2<br />

2<br />

1 2<br />

n – 1<br />

Els signes + i – s'alternen i, per tant, l'últim terme serà positiu o negatiu segons<br />

que n sigui parell o senar. Per exemple, (2x – y 2 ) 3<br />

= 8x 3 – 12x 2 y 2 + 6xy 4 – y 6 .<br />

ACTIVITATS<br />

1. Sabem que 1 m<br />

= 15. Quant val m?<br />

22<br />

2. Tenint en compte que 1 m<br />

de m?<br />

32 = 1 m<br />

42<br />

n<br />

m<br />

0<br />

0<br />

3<br />

1<br />

, podem trobar el valor<br />

0<br />

1<br />

2<br />

4<br />

1<br />

2<br />

= 1<br />

3<br />

3<br />

n<br />

4<br />

[1]<br />

3. Escriu les files 7, 8 i 9 del triangle de Tartaglia i utilitzales<br />

per desenvolupar les potències d'exponents 7, 8 i 9<br />

de (x + a).<br />

4. Escriu el desenvolupament de (2x 2 – 3y) 5 .<br />

Segell de Libèria amb una representació<br />

xinesa del triangle de Tartaglia,<br />

anomenat també triangle de<br />

Pascal.<br />

A. Nombres combinatoris. Binomi de Newton<br />

5<br />

© VICENS VIVES


6<br />

© VICENS VIVES<br />

B. SISTEMES DE SEGON GRAU AMB DUES INCÒGNITES<br />

S'anomenen sistemes de segon grau els sistemes que, una vegada simplificats,<br />

tenen almenys una equació de grau dos.<br />

Vegem com es resolen aquests sistemes amb un parell d'exemples.<br />

EXEMPLE 1<br />

x<br />

Resol el sistema: 5<br />

2 x + 4y = 24<br />

3x + y = 14<br />

2 + 4y = 24<br />

3x + y = 14<br />

Aïllem y a la segona equació: y = 14 – 3x<br />

A continuació, substituïm y per 14 – 3x a la primera equació:<br />

x 2 + 4(14 – 3x) = 24 ) x 2 + 56 – 12x = 24 ) x 2 – 12x + 32 = 0<br />

Obtenim una equació de segon grau. En resoldre-la, s'obté x 1 = 8 i x 2 = 4.<br />

Quan se substitueixen aquests valors a l'equació y = 14 – 3x, resulten:<br />

EXEMPLE 2<br />

x<br />

Resol: 5<br />

2 + y 2 x = 106<br />

x · y = 45<br />

2 + y 2 = 106<br />

x · y = 45<br />

x 1 = 8, y 1 = –10 ; x 2 = 4, y 2 = 2<br />

Sumem 2xy als dos membres de la primera equació, amb la qual cosa al<br />

primer membre ens queda el desenvolupament del quadrat d'una suma:<br />

x 2 + y 2 + 2xy = 106 + 2xy ) (x + y) 2 = 106 + 2xy<br />

Però segons la segona equació, xy = 45. Per tant: (x + y) 2 = 196<br />

I extraient l'arrel quadrada: x + y = 614<br />

Per tant, hem de resoldre els sistemes:<br />

x + y = 14 x + y = –14<br />

[1] 5 [2]<br />

xy = 45 5 xy = 45<br />

Per resoldre el sistema [1], aïllem y en la primera equació, y = 14 – x, i<br />

substituïm l'expressió obtinguda en la segona. D'aquesta manera, resulta:<br />

x(14 – x) = 45 ) x 2 – 14x + 45 = 0 ) x 1 = 5 i x 2 = 9<br />

Si x 1 = 5 obtenim y 1 = 9 i si x 2 = 9 obtenim y 2 = 5.<br />

Procedim de manera anàloga per resoldre el sistema [2]. En aquest cas,<br />

les solucions són x 3 = –5, y 3 = –9 i x 4 = –9, y 4 = –5.<br />

Per tant, les solucions del sistema són:<br />

x 1 = 5, y 1 = 9; x 2 = 9, y 2 = 5; x 3 = –5, y 3 = –9; x 4 = –9, y 4 = –5<br />

B. Sistemes de segon grau amb dues incògnites<br />

RECORDA<br />

Els productes notables són:<br />

• (a + b) 2 = a 2 + 2ab + b 2<br />

• (a – b) 2 = a 2 – 2ab + b 2<br />

• (a + b) · (a – b) = a 2 – b 2<br />

ACTIVITATS<br />

1. Resol aquests sistemes<br />

de segon grau amb dues in-<br />

cògnites:<br />

a) 5<br />

b) 5<br />

c) 5<br />

d) 5<br />

x 2 + y 2 x = 369<br />

2 + y 2 = 369<br />

x · y = 180<br />

x 2 + y 2 x = 394<br />

2 + y 2 = 394<br />

x – y = 2<br />

2x 2 2x + y = 24<br />

2 + y = 24<br />

x 2 x + y = 8<br />

2 + y = 8<br />

x 2 – y 2 x = 7<br />

2 – y 2 = 7<br />

x 2 x + 2y = 22<br />

2 + 2y = 22<br />

x 2<br />

x<br />

e) 5 2<br />

— + 3y = 0<br />

2<br />

3x – y = 24


C. SUCCESSIONS DE NOMBRES REALS<br />

Una successió de nombres reals és una llista infinita de nombres ordenada<br />

seguint algun criteri.<br />

Per exemple, són successions les llistes de nombres següents:<br />

2, 4, 6, 8, 10, 12, … 2, 3, 5, 7, 11, 13, … 1, 4, 9, 16, 25, 36, …<br />

Els nombres que formen una successió s'anomenen termes. Ens hi referim<br />

amb una lletra acompanyada d'un subíndex que indica el lloc que ocupa el<br />

terme dins de la successió.<br />

D'aquesta manera, escrivim a 1, a 2, a 3, … per indicar el terme que ocupa el<br />

lloc primer, segon, tercer... de la successió. I escrivim (a n) per referir-nos<br />

breument a la successió completa.<br />

Terme general d'una successió<br />

El terme general d'una successió és una expressió que permet esbrinar<br />

el valor d'un terme sabent el lloc que ocupa a la successió.<br />

Per exemple, a la successió 1, 4, 9, 16, 25, … cada terme és el quadrat del<br />

lloc que ocupa. Per tant, el terme general és a n = n 2 .<br />

A la successió de Fibonacci, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, … en la qual cada terme, excepte<br />

els dos primers, s'obté sumant els dos termes anteriors, el terme general<br />

és a n = a n – 1 + a n – 2, per a n . 2.<br />

Quan es coneix el terme general d'una successió, es poden trobar els termes<br />

successius, donant a n els valors 1, 2, 3, ...<br />

2n + 1<br />

Per exemple, a la successió amb terme general an = :<br />

n<br />

2 · 1 + 1<br />

2 · 2 + 1 5 2 · 3 + 1 7<br />

a1 = = 3, a2 = = , a3 = = , …<br />

1<br />

2 2<br />

3 3<br />

No totes les successions tenen terme general. Per exemple, no es coneix cap<br />

expressió que doni la successió dels nombres primers: 2, 3, 5, 7, 11, 13, …<br />

ACTIVITATS<br />

1. Escriu els tres termes següents de cada una d'aquestes<br />

successions:<br />

a) 1, 3, 5, 7, 9, 11, … c) 1, 3, 6, 10, 15, 21, …<br />

b) – 2, 5, – 8, 11, –14, … d) 256, 128, 64, 32, …<br />

Representació gràfica<br />

d'una successió<br />

Una successió de nombres<br />

reals també es pot definir com<br />

la imatge d'una funció del<br />

con junt lN – {0} en lR:<br />

lN – {0} ! lR<br />

n ! a n<br />

Per representar una successió<br />

numèrica, dibuixem sobre uns<br />

eixos de coordenades els parells<br />

de valors (1, a 1), (2, a 2),<br />

(3, a 3), etc.<br />

Així, a la successió de terme<br />

n<br />

general an = , do-<br />

2 n – 11n + 16<br />

6<br />

2 – 11n + 16<br />

6<br />

nant valors a n, obtenim el següent:<br />

• Per a n = 1, a 1 = 1<br />

• Per a n = 2, a 2 = – 0,33...<br />

• Per a n = 3, a 3 = –1,33...<br />

……<br />

La seva representació gràfica<br />

és la següent:<br />

a n<br />

5<br />

0 5 10<br />

2. El terme general d'una successió és a n = 4n + 3. Troba el<br />

valor de a 25, a 200 i a 500.<br />

3. El terme general d'una successió és a n = 4 1 2 n<br />

els termes a 3, a 5 i a 9.<br />

1<br />

2<br />

n<br />

. Troba<br />

C. Succesions de nombres reals<br />

7<br />

© VICENS VIVES


8<br />

© VICENS VIVES<br />

D. PROGRESSIONS ARITMÈTIQUES<br />

Una progressió aritmètica és una successió en la qual cada terme s'obté<br />

sumant un nombre fix, anomenat diferència, al terme anterior.<br />

Per exemple, les successions següents són progressions aritmètiques:<br />

• 4, 7, 10, 13, 16, 19, … cada terme s'obté sumant 3 a l'anterior.<br />

• 10, 20, 30, 40, 50, … cada terme s'obté sumant 10 a l'anterior.<br />

• 33, 29, 25, 21, 17, … cada terme s'obté sumant –4 a l'anterior.<br />

Fixa't que en els exemples anteriors cada terme s'obté sumant al terme anterior<br />

un nombre fix.<br />

Si denotem aquest nombre amb d, a les progressions aritmètiques es verifica:<br />

Terme general<br />

D. Progressions aritmètiques<br />

a n = a n – 1 + d, per a n . 1<br />

A partir de la fórmula anterior en podem trobar una altra de més pràctica.<br />

Donant valors a n a partir de 2, s'obté el següent:<br />

Per a n = 2 a 2 = a 1 + d<br />

Per a n = 3 a 3 = a 2 + d = (a 1 + d) + d = a 1 + 2d<br />

Per a n = 4 a 4 = a 3 + d = (a 1 + 2d) + d = a 1 + 3d<br />

Per a n = 5 a 5 = a 4 + d = (a 1 + 3d) + d = a 1 + 4d<br />

…………… ……………………………………………<br />

Per tant, el terme general d'una progressió aritmètica de primer terme a 1 i<br />

diferència d és:<br />

EXEMPLE<br />

a n = a 1 + (n – 1) · d<br />

Troba el terme general a n d'una progressió aritmètica que té com a primer<br />

terme a 1 = –11 i com a diferència, 7. A continuació calcula el novè terme de<br />

la successió.<br />

Substituint les dades en la fórmula anterior, obtenim el terme general:<br />

a n = –11 + (n – 1) · 7 = –11 + 7n – 7 = 7n – 18<br />

Per trobar el novè terme, substituïm n per 9:<br />

a 9 = 7 · 9 – 18 = 63 – 18 = 45<br />

Les progressions són tipus particulars<br />

de successions en les<br />

quals la diferència o el quocient<br />

de cada parell de termes consecutius<br />

és constant.<br />

En el primer cas, parlem de progressions<br />

aritmètiques, i en el<br />

segon, de progressions geomètriques.<br />

Termes equidistants<br />

dels extrems<br />

Si prenem n termes, a 1, a 2, a 3,<br />

…, a n – 2, a n – 1, a n, d'una progressió<br />

aritmètica amb diferència<br />

d, la suma dels termes<br />

equidistants dels extrems és<br />

igual a la suma dels extrems:<br />

a 1 + a n = a 2 + a n – 1 = …<br />

Efectivament:<br />

a 2 = a 1 + d ; a n – 1 = a n – d<br />

Per tant:<br />

a 2 + a n – 1 = a 1 + d + a n – d =<br />

= a 1 + a n<br />

De la mateixa manera:<br />

a 3 = a 1 + 2d ; a n – 2 = a n – 2d<br />

Així doncs:<br />

a 3 + a n – 2 = a 1 + 2d + a n – 2d =<br />

= a 1 + a n<br />

I anàlogament per a la resta<br />

de termes.


Suma dels n primers termes<br />

Ara deduirem una fórmula per a la suma S n dels n primers termes d'una<br />

progressió aritmètica. Podem escriure:<br />

S n = a 1 + a 2 + a 3 + … + a n – 2 + a n – 1 + a n<br />

S n = a n + a n – 1 + a n – 2 + … + a 3 + a 2 + a 1<br />

Sumant, i d'acord amb la propietat dels termes equidistants dels extrems,<br />

obtenim la fórmula següent:<br />

Aïllant S n, obtenim la fórmula per a la suma dels n primers termes d'una<br />

progressió aritmètica:<br />

EXEMPLE<br />

9<br />

Calcula la suma dels 20 primers termes de la progressió aritmètica amb<br />

a 1 = 5 i d = 9.<br />

La suma dels 20 primers termes és la següent:<br />

S 20 =<br />

Hem de calcular a 20. Per fer-ho, escrivim el terme general de la progressió<br />

i substituïm n per 20:<br />

a n = 5 + (n – 1) · 9 ) a 20 = 5 + (20 – 1) · 9 = 5 + 19 · 9 = 5 + 171 = 176<br />

Per tant:<br />

n vegades<br />

>= >=<br />

2S n = (a 1 + a an) n) + (a 1 + a an) n) + … + (a 1 + a an) n) + (a 1 + a an) n) = n · (a 1 + a an) n)<br />

ACTIVITATS<br />

Sn = n · (a1 + a<br />

S n)<br />

n =<br />

2<br />

n · (a1 + an) 2<br />

20 · (a 1 + a a20) 20)<br />

2<br />

>; >;<br />

20 · (5 + 176)<br />

S20 = = 1810<br />

2<br />

1. Identifica les progressions arit mètiques:<br />

a) 4, 10, 16, 22, … d) 40; 4; 0,4; 0,04; …<br />

b) –5, –2, 1, 4, … e) 21, 17, 13, 9, …<br />

c) 10; 8,5; 7; 5,5; … f) 2, –1, 2, –1, …<br />

2. En una progressió aritmètica, el primer terme és 8 i la<br />

diferència és – 3. Escriu el terme general i calcula a 11.<br />

3. En una progressió aritmètica, a 3 = 9 i a 6 = 21. Escriu el<br />

terme general i troba a 10 i a 15.<br />

4. Troba la suma dels 100 primers termes de la progressió<br />

aritmètica amb d = 5 i a 1 = – 430.<br />

5. Troba la suma dels 20 primers termes de la progressió<br />

aritmètica que té com a terme general a n = 6n – 4.<br />

6. En una progressió aritmètica, a 1 = 8 i la suma dels quinze<br />

primers termes és 435. Troba la diferència, escriu el<br />

terme general i calcula a 27.<br />

PENSA I RESPON<br />

Troba el nombre de cartes necessari<br />

per construir un castell de cartes<br />

del tipus representat a la figura,<br />

amb 5, 10 i 15 pisos.<br />

Quants pisos tindria un castell format<br />

per 975 cartes?<br />

7. Troba la suma dels 10 primers termes de la progressió<br />

aritmètica amb a 1 = 7 i d = 5.<br />

D. Progressions aritmètiques<br />

9<br />

© VICENS VIVES


10<br />

© VICENS VIVES<br />

Interpolació de mitjans aritmètics<br />

Interpolar n mitjans aritmètics consisteix a intercalar n nombres entre<br />

dos nombres p i q de manera que els n + 2 nombres formin una progressió<br />

aritmètica.<br />

Per interpolar mitjans aritmètics s'ha de calcular la diferència d de la progressió<br />

aritmètica.<br />

Fixa't que a 1 = p i a n + 2 = q. Si utilitzem la fórmula del terme general d'una<br />

progressió aritmètica i posem n + 2 en lloc de n, obtenim:<br />

a n + 2 = a 1 + [(n + 2) – 1] · d ) a n + 2 = a 1 + (n + 1) · d ) d =<br />

Si substituïm a 1 per p i a n + 2 per q, resulta:<br />

EXEMPLE 1<br />

Interpola 3 mitjans aritmètics entre 13 i 37.<br />

Apliquem directament la fórmula amb p = 13, q = 37 i n = 3:<br />

D. Progressions aritmètiques<br />

q – p 37 – 13 24<br />

d = = = = 6<br />

n + 1 3 + 1 4<br />

Per tant, els mitjans aritmètics buscats són 13 + 6 = 19, 19 + 6 = 25 i<br />

25 + 6 = 31.<br />

EXEMPLE 2<br />

d =<br />

En un cinema la distància entre la primera i l'última butaca de cada fila és de<br />

9 m. S'hi vol intercalar 14 butaques. Quina amplada ha de tenir cada butaca?<br />

Suposant que la primera butaca està a p = 0 m i l'última a q = 9 m:<br />

q – p 9 – 0 9<br />

d = = = = 0,6 m<br />

n + 1 14 + 1 15<br />

Per tant, l'amplada de cada butaca serà de 60 cm.<br />

ACTIVITATS<br />

q – p<br />

n + 1<br />

8. Interpola 5 mitjans aritmètics entre –5 i 14.<br />

1<br />

9. Interpola 6 mitjans aritmètics entre 1 i .<br />

2<br />

10. Si entre els nombres 15 i 23 s'interpolen 3 mitjans aritmètics,<br />

quina serà la diferència de la progressió?<br />

a n + 2 – a 1<br />

n + 1<br />

11. Dos xiprers estan a una distància de 108 m. En línia<br />

recta amb ells s'hi volen intercalar cinc pins de manera<br />

que cada arbre quedi a la mateixa distància dels arbres<br />

contigus. A quina distància del primer xiprer s'han de<br />

plantar els pins?<br />

Els nombres que s'intercalen<br />

entre els extrems s'anomenen<br />

mitjans aritmètics o mitjans diferencials.


E. PROGRESSIONS GEOMÈTRIQUES<br />

Una progressió geomètrica és una successió en la qual cada terme<br />

s'obté multiplicant per un nombre fix, anomenat raó, el terme anterior.<br />

Per exemple, són progressions geomètriques les següents:<br />

• 6, 18, 54, 162, … cada terme s'obté multiplicant per 3 l'anterior.<br />

• 64, 32, 16, 8, 4, … cada terme s'obté multiplicant per 0,5 l'anterior.<br />

• 0,1; 0,01; 0,001; … cada terme s'obté multiplicant per 0,1 l'anterior.<br />

Fixa't que en els exemples anteriors cada terme s'obté multiplicant el terme<br />

anterior per un nombre fix. Si denotem aquest nombre amb r, a les progressions<br />

geomètriques es verifica:<br />

Terme general<br />

a n = a n – 1 · r, per a n . 1<br />

A partir de la fórmula anterior en podem trobar una altra de més pràctica.<br />

Donant valors a n a partir de 2, s'obté el següent:<br />

Per a n = 2 a 2 = a 1 · r<br />

Per a n = 3 a 3 = a 2 · r = (a 1 · r) · r = a 1 · r 2<br />

Per a n = 4 a 4 = a 3 · r = (a 1 · r 2 ) · r = a 1 · r 3<br />

Per a n = 5 a 5 = a 4 · r = (a 1 · r 3 ) · r = a 1 · r 4<br />

…………… ……………………………………<br />

Per tant, el terme general d'una progressió geomètrica de primer terme a 1 i<br />

raó r és:<br />

EXEMPLE<br />

a n = a 1 · r<br />

1<br />

Troba el terme general an d'una progressió geomètrica de raó i que té<br />

2<br />

com a primer terme a 1 = 32. A continuació, calcula el setè terme.<br />

Substituint les dades a la fórmula anterior, obtenim el terme general:<br />

n – 1<br />

1<br />

an = 32 · 1 2<br />

Per trobar directament el setè terme, substituïm n per 7:<br />

1<br />

2<br />

a 7 = 32 · 1 2 7 – 1<br />

n –1<br />

2<br />

= 32 · = 1 1 1<br />

64 2<br />

El creixement teòric de les poblacions<br />

es pot aproximar per mitjà<br />

de progressions geomètriques.<br />

Termes equidistants<br />

dels extrems<br />

Si prenem n termes, a 1, a 2, a 3,<br />

..., a n – 2, a n – 1, a n, d'una progressió<br />

geomètrica amb raó r,<br />

el producte dels termes equidistants<br />

dels extrems és igual<br />

al producte dels extrems:<br />

a 1 · a n = a 2 · a n – 1 = ...<br />

Efectivament:<br />

a n<br />

a 2 = a 1 · r ; a n – 1 = — r<br />

Per tant:<br />

an a2 · an – 1 = a1 · r · — = a1 · an r<br />

De la mateixa manera:<br />

a n<br />

a 3 = a 1 · r 2 ; a n – 2 = — r 2<br />

Així doncs:<br />

an a3 · an – 2 = a1 · r 2 · — = a1 · an r 2<br />

I anàlogament per a la resta<br />

de termes.<br />

E. Progressions geomètriques<br />

11<br />

© VICENS VIVES


12<br />

© VICENS VIVES<br />

Suma dels n primers termes<br />

Ara deduirem una fórmula per a la suma S n dels n primers termes d'una<br />

progressió geomètrica de raó r:<br />

E. Progressions geomètriques<br />

S n = a 1 + a 2 + a 3 + … + a n– 2 + a n– 1 + a n<br />

Multipliquem tots dos membres de la igualtat per la raó r. Obtenim:<br />

S n r = a 1 r + a 2 r + … + a n – 2 r + a n – 1 r + a n r =<br />

= a 2 + a 3 + … + a n – 1 + a n + a n r<br />

Restant aquesta última igualtat de l'anterior, obtenim el següent:<br />

S n – S n r = a 1 + a 2 + … + a n – 1 + a n – a 2 – a 3 – … – a n – 1 – a n – a n r )<br />

) S n (1 – r) = a 1 – a n r )<br />

Com que a n = a 1 r n –1 , substituint a la fórmula anterior obtenim una altra expressió<br />

de la suma dels n primers termes d'una progressió geomètrica:<br />

EXEMPLE<br />

)<br />

Calcula la suma dels 10 primers termes de la progressió geomètrica amb<br />

a 1 = 5 i r = 2.<br />

La suma dels 10 primers termes és la següent:<br />

Suma dels infinits termes<br />

S10 = = 5115<br />

1 – 2<br />

Si la raó r verifica que –1 , r , 1, el valor r n s'aproxima cada vegada més a<br />

zero quan n creix. Per tant, es compleix el següent:<br />

La suma dels infinits termes d'una progressió geomètrica la raó r de la<br />

qual verifica –1 , r , 1 és:<br />

EXEMPLE<br />

Sn = a1 – a1 r n<br />

Sn =<br />

1 – r<br />

a1 – a1 r n<br />

1 – r<br />

5 · (1 – 2 10 5 · (1 – 2 ) 10 )<br />

S` = a1 S` = a1 1 – r<br />

Sn = a1 · (1 – r n )<br />

Sn =<br />

1 – r<br />

a1 · (1 – r n )<br />

1 – r<br />

Calcula la suma dels infinits termes de la progressió geomètrica amb a 1 = 12<br />

i r = 0,6.<br />

12 12<br />

S` = = = 30<br />

1 – 0,6 0,4<br />

Sn = a1 – an r<br />

Sn =<br />

1 – r<br />

a1 – an r<br />

1 – r<br />

Producte dels n primers<br />

termes<br />

El producte P n dels n primers<br />

termes d'una progressió geo -<br />

mètrica és:<br />

P n = 6œ w(a 1 · a n) n<br />

El signe de l'arrel depèn de si<br />

al producte hi ha un nombre<br />

parell de factors negatius (signe<br />

+) o un nombre imparell<br />

(signe –). Si tots els factors són<br />

positius, el signe de l'arrel és<br />

positiu.<br />

ACTIVITATS<br />

1. Quines de les següents<br />

successions són progres-<br />

sions geomètriques?<br />

a) 2, 6, 10, 14, …<br />

b) – 3, 6, –12, 24, …<br />

1<br />

c) 25, 5, 1, , …<br />

5<br />

d) 9; 0,9; 0,09; 0,009; …<br />

2. En una progressió geomètrica,<br />

el primer terme és<br />

1<br />

12 i la raó és . Escriu el<br />

2<br />

terme general i calcula a 3<br />

i a 5.<br />

3. Troba la suma dels sis<br />

primers termes de la pro-<br />

gressió geomètrica de raó<br />

2 i primer terme 4.<br />

4. Troba la suma dels infinits<br />

termes de la progres-<br />

sió geomètrica de primer<br />

1<br />

terme 8 i ra ó .<br />

2


Interpolació de mitjans geomètrics<br />

Interpolar n mitjans geomètrics consisteix a intercalar n nombres entre<br />

dos nombres p i q de manera que els n + 2 nombres formin una progressió<br />

geomètrica.<br />

Per interpolar mitjans geomètrics s'ha de calcular la raó r de la progressió<br />

geomètrica.<br />

Fixa't que a 1 = p i a n + 2 = q. Si utilitzem la fórmula del terme general d'una<br />

progressió geomètrica i posem n + 2 en lloc de n, obtenim:<br />

an + 2 = a1 · r (n + 2) – 1 = a1 · r n + 1 ) r n + 1 n + 1<br />

= ) r = œ w<br />

a n + 2<br />

a n + 2<br />

a 1<br />

a 1<br />

Si substituïm a 1 per p i a n + 2 per q resulta:<br />

EXEMPLE 1<br />

Interpola 4 mitjans geomètrics entre 3 i 9375.<br />

La progressió geomètrica tindrà 4 + 2 termes. Calculem la raó r utilitzant<br />

la fórmula anterior:<br />

n + 1<br />

r = œ w q<br />

=<br />

p<br />

Els termes de la progressió són:<br />

4 + 1<br />

œ w = 5 9375<br />

3<br />

œw3125 = 5<br />

œw5 5 = 5<br />

3 ; 3 · 5 = 15 ; 15 · 5 = 75 ; 75 · 5 = 375 ; 375 · 5 = 1875 ; 1875 · 5 = 9375<br />

Per tant, els mitjans geomètrics interpolats són 15, 75, 375 i 1 875.<br />

EXEMPLE 2<br />

27<br />

Interpola 4 mitjans geomètrics entre œw3 i .<br />

32<br />

Com en l'exemple anterior, la progressió geomètrica tindrà 4 + 2 termes.<br />

Calculem la raó r:<br />

n + 1<br />

r = œ w q<br />

=<br />

p<br />

Els termes de la progressió són:<br />

n + 1<br />

r = œ wq q<br />

p<br />

4 œ+ 1<br />

27<br />

32<br />

œw3<br />

ß =<br />

œw3<br />

2<br />

œw3<br />

3<br />

3<br />

œw3<br />

3œw3<br />

3œw3<br />

œw3<br />

9<br />

œw3 ; œw3 · = ; · = ; · = ;<br />

2 2<br />

2<br />

2 4 4 2 8<br />

9<br />

8<br />

œw3<br />

9œw3<br />

· =<br />

2 16<br />

9œw3<br />

œw3<br />

27<br />

; · =<br />

16 2 32<br />

3<br />

3œw3<br />

9<br />

Per tant, els mitjans geomètrics interpolats són , ,<br />

2<br />

4 8<br />

9œw3<br />

i .<br />

16<br />

Els nombres que s'intercalen entre<br />

els extrems s'anomenen mitjans<br />

geomètrics o mitjans proporcionals.<br />

ACTIVITATS<br />

5. Interpola tres mitjans<br />

geomètrics entre 8 i 10 368.<br />

6. Interpola quatre mitjans<br />

1<br />

geomètrics entre i – 16.<br />

2<br />

7. Interpola sis mitjans geo -<br />

mètrics entre œw5 i 625.<br />

8. Una empresa cobra<br />

10 ? per excavar el primer<br />

metre de túnel. Per cadas-<br />

cun dels següents metres<br />

de túnel excavats, cobra el<br />

preu del metre anterior mul-<br />

tiplicat per un factor cons-<br />

tant. Per l'onzè metre exca-<br />

vat ha cobrat 1 729,95 ?.<br />

Determina quant s'ha pa-<br />

gat per cadascun dels me-<br />

tres intermedis.<br />

E. Progressions geomètriques<br />

13<br />

© VICENS VIVES


14<br />

© VICENS VIVES<br />

F. SUCCESSIONS MONÒTONES I SUCCESSIONS FITADES<br />

Successions monòtones<br />

Una successió (a n) n) és creixent si cada terme és més petit o igual que el<br />

següent:<br />

Anàlogament, diem que una successió és decreixent si cada terme és més<br />

gran o igual que el següent:<br />

a 1 $ a 2 $ a 3 $ … $ a n $ a n + 1 $ …<br />

Si les desigualtats són estrictes parlem de successions estrictament creixents<br />

o estrictament decreixents.<br />

En tots aquests casos diem que la successió és monòtona.<br />

La representació gràfica d'una successió ens ajuda a veure quina n'és la ten -<br />

dència.<br />

Successions fitades<br />

Una successió (a n) n) està fitada superiorment si existeix un nombre real<br />

M tal que, per a tot n, es compleix que a n # M. Diem que el nombre M<br />

és una fita superior de la successió.<br />

Per exemple, a la successió representada al marge, per a tot n es verifica que<br />

a n # 5. Per tant, la successió està fitada superiorment i 5 és una fita superior.<br />

Una successió (a n) n) està fitada inferiorment si existeix un nombre real M<br />

tal que, per a tot n, es compleix que a n $ M. Diem que el nombre M és<br />

una fita inferior de la successió.<br />

Per exemple, a la successió representada al marge, per a tot n es verifica que<br />

a n $ 1. Per tant, la successió està fitada inferiorment i 1 és una fita inferior.<br />

Ara ja podem definir successió fitada:<br />

a 1 # a 2 # a 3 # … # a n # a n + 1 # …<br />

Una successió és fitada si està fitada superiorment i inferiorment.<br />

En aquest cas, existeix un nombre real M tal que, per a tot n, es compleix<br />

que |a n| # M.<br />

Per exemple, la successió del marge està fitada. Una fita superior és 10 i una<br />

fita inferior és 0. Es compleix que, per a tot n, |a n| # 10.<br />

F. Successions monòtones i successions fitades<br />

10<br />

5<br />

0 5 10<br />

Successió creixent.<br />

10<br />

5<br />

a n<br />

Successió decreixent.<br />

10<br />

0 5 10<br />

5<br />

a n<br />

Successió fitada superiorment.<br />

10<br />

5<br />

a n<br />

0 5 10<br />

Successió fitada inferiorment.<br />

10<br />

0 5 10<br />

5<br />

a n<br />

a n<br />

0 5 10<br />

Successió fitada.<br />

n<br />

n<br />

n<br />

n<br />

n


G. LÍMIT D'UNA SUCCESSIÓ<br />

Successions amb límit finit<br />

El nombre real L és el límit d'una successió (a n) n) si a n s'aproxima cada<br />

vegada més a L a mesura que n pren valors cada vegada més grans.<br />

S'escriu:<br />

És a dir, si L és el límit de (a n), la diferència |a n – L| s'aproxima a 0 tant com<br />

es vulgui, prenent n prou gran.<br />

4n – 2<br />

Considera, per exemple, la successió an = .<br />

n + 1<br />

4 · 1 – 2 2<br />

Per a n = 1, obtenim a1 = = = 1.<br />

1 + 1 2<br />

Si procedim anàlogament, obtenim:<br />

a 100 = 3,94... ; a 1 000 = 3,994... ; a 10 000 = 3,999...<br />

Fixa't que, a mesura que augmenta el valor de n, els valors de a n s'aproxi-<br />

men cada vegada més a 4. Diem que 4 és el límit de la successió a n =<br />

i escrivim:<br />

Successió convergent<br />

lim an = 4<br />

n ! `<br />

Una successió (a n) n) és convergent si té com a límit un nombre real L.<br />

4n – 2<br />

Per exemple, la successió an = és convergent, perquè té com a límit el<br />

n + 1<br />

nombre 4.<br />

Unicitat del límit d'una successió<br />

lim a n = L<br />

n ! `<br />

El límit d'una successió, si existeix, és únic.<br />

4n – 2<br />

n + 1<br />

Efectivament, suposem que la successió (a n) té dos límits diferents, L 1 i L 2,<br />

amb L 1 , L 2.<br />

A partir d'algun valor de n s'hauria de verificar que a n pertany a un entorn<br />

de centre L 1 i a un entorn de centre L 2 tan petits com es vulgui, cosa que és<br />

contradictòria.<br />

Per tant, L 1 i L 2 no poden ser diferents. Així doncs, el límit de a n, si existeix,<br />

és únic.<br />

Èudox i el límit<br />

Per determinar les àrees o els<br />

volums de figures curvilínies,<br />

els matemàtics grecs inscrivien<br />

i circumscrivien figures<br />

rectilínies i multiplicaven el<br />

nombre de costats o de cares<br />

indefinidament per aproximar<br />

cada vegada més la figura rec -<br />

tilínia a la curvilínia.<br />

Tanmateix, fins a Èudox de<br />

Cnidos (aproximadament 408-<br />

355 a.C.) no sabien com tancar<br />

el raonament.<br />

Èudox introdueix el concepte<br />

de tan petit com es vulgui, que<br />

equival al modern pas al límit.<br />

Gràficament, que la successió<br />

sigui convergent de límit L, significa<br />

que, per a qualsevol valor<br />

de ´ . 0, hi ha un terme de la<br />

successió a partir del qual tots<br />

estan a la franja (L – ´, L + ´).<br />

L + ´<br />

L<br />

L – ´<br />

a n<br />

G. Límit d'una successió<br />

n<br />

15<br />

© VICENS VIVES


16<br />

© VICENS VIVES<br />

Successions amb límit infinit<br />

Si una successió (a (an) n) pot prendre valors tan grans com es vulgui prenent<br />

n prou gran, diem que té límit més infinit, i escrivim en aquest<br />

cas:<br />

n<br />

n<br />

0 5 10<br />

Per exemple, la successió an = té límit +`, perquè per a qualsevol nombre<br />

2 n<br />

La successió a n = – té límit +`.<br />

2<br />

positiu M, es verifica que an . M, a partir d'un cert valor de n.<br />

Si una successió (a (an) n) pot prendre valors tan petits com es vulgui prenent<br />

n prou gran, diem que té límit menys infinit, i escrivim en aquest<br />

cas:<br />

n<br />

Per exemple, la successió an = – té límit –`, perquè per a qualsevol nom-<br />

2<br />

bre negatiu M, es verifica que a n , M, a partir d'un cert valor de n.<br />

Successió divergent<br />

Una successió (a (an) n) és divergent si es compleix que lim<br />

lim a n = –`.<br />

n ! `<br />

Successions oscil·lants<br />

Les successions que no tenen límit s’anomenen successions oscil·lants. Poden<br />

donar-se dos casos:<br />

• Si la successió no té límit i és fitada, aleshores la successió té oscil·lació<br />

finita. Per exemple, la successió 1, –1, 1, –1, 1, –1, … és oscil·lant amb<br />

oscil·lació finita (gràfic inferior esquerre).<br />

• Si la successió no té límit i no és fitada, aleshores la successió té os -<br />

cil·la ció infinita. Per exemple, la successió 1, –1, 2, –2, 3, –3, … és<br />

oscil·lant amb oscil·lació infinita (gràfic inferior dret).<br />

1<br />

0<br />

–1<br />

a n<br />

5 10 15<br />

G. Límit d'una successió<br />

lim a n = +` +`<br />

n ! `<br />

lim a n = –` –`<br />

n ! `<br />

n<br />

5<br />

1<br />

–1 1 5<br />

–5<br />

a n<br />

a<br />

n ! `<br />

n = +`, o bé,<br />

n ! `<br />

n = +`, o bé,<br />

n<br />

10<br />

8<br />

6<br />

4<br />

2<br />

–8<br />

a n<br />

a n<br />

0<br />

–2<br />

5 10<br />

–4<br />

–6<br />

–10<br />

n<br />

La successió a n = – – té límit –`.<br />

2<br />

n


Propietats de les successions monòtones i fitades<br />

Qualsevol successió monòtona creixent i fitada té límit, que és la més<br />

petita de les seves fites superiors.<br />

En efecte, suposem que L és la més petita de les fites superiors de la successió<br />

(a n).<br />

Considerem un entorn qualsevol (L – ´, L + ´) de centre L, on ´ . 0 és tan<br />

petit com vulguem.<br />

Aleshores, hi ha d'haver algun terme de la successió, per exemple a h, que verifiqui<br />

L – ´ , a h , L, perquè, si no, L – ´ seria fita superior i, per tant, L no<br />

seria la més petita de les fites superiors.<br />

En conseqüència, el terme a h pertany a l'entorn (L – ´, L + ´). Com que la<br />

successió (a n) és creixent, els termes següents, a h + 1, a h + 2, a h + 3, …, també<br />

pertanyen a l'entorn (L – ´, L + ´).<br />

Per tant, L és el límit de la successió (a n).<br />

De la mateixa manera, es pot veure que:<br />

Qualsevol successió monòtona decreixent i fitada té límit, que és la més<br />

gran de les seves fites inferiors.<br />

ACTIVITATS<br />

1. Quines de les successions següents són convergents?<br />

Quin n'és el límit?<br />

n + 5<br />

–3n + 1<br />

a) an = d) an =<br />

n n<br />

2<br />

n + 5<br />

–3n + 1<br />

n n<br />

2<br />

n<br />

b) an = e) an =<br />

n 2 4n – 2<br />

n<br />

n + 1<br />

n + 1<br />

2 4n – 2<br />

n + 1<br />

+ 1<br />

n + 2<br />

c) an = f) an =<br />

n<br />

2. Esbrina quina és la diferència entre el límit de la suc-<br />

3n + 1<br />

cessió an = i el valor de a10 000.<br />

n + 1<br />

3. Troba el valor absolut de la diferència entre el límit de<br />

n<br />

la successió an = i el valor del terme a100. 2 n + 4<br />

2 + 4<br />

4. Representa gràficament la successió 1, –2, 3, –4, 5, … i<br />

explica si té límit. Quin nom reben aquest tipus de suc-<br />

cessions?<br />

–n 2<br />

–n 2<br />

n 2<br />

n 2<br />

n + 2<br />

5. Representa gràficament els deu primers termes de la<br />

successió a n = 3n – 7 i raona si és convergent o diver-<br />

gent.<br />

6. Representa gràficament la successió a n = (–1) n · 1 2 n<br />

digues de quin tipus és. Té límit?<br />

7. Escriu tres successions d'oscil·lació finita.<br />

8. Escriu tres successions d'oscil·lació infinita.<br />

9. La successió 3, 3, 3, 3, … és constant. Té límit? En cas<br />

afirmatiu, quin és?<br />

10. Posa un exemple:<br />

a) D'una successió monòtona fitada superiorment i el<br />

límit de la qual no sigui el valor d'un terme de la<br />

successió.<br />

b) D'una successió el límit de la qual coincideixi amb el<br />

valor d'algun terme de la successió.<br />

Successió de Fibonacci<br />

L'any 1202, Leonardo de Pisa,<br />

conegut com a Fibonacci, va<br />

publicar l'obra més important<br />

de l'àlgebra medieval, el Liber<br />

abbaci.<br />

En aquest llibre, que tracta<br />

principalment de matemàtica<br />

comercial, es planteja un problema<br />

que dóna lloc a la successió<br />

que duu el seu nom.<br />

Segell de Dominica que commemora<br />

el 800 aniversari de la<br />

publicació del Liber abbaci.<br />

1<br />

2<br />

G. Límit d'una successió<br />

i<br />

17<br />

© VICENS VIVES


18<br />

© VICENS VIVES<br />

H. GRÀFIQUES DE FUNCIONS EXPONENCIALS I LOGARÍTMIQUES<br />

8<br />

Per fer l'estudi i representació gràfica de funcions exponencials i logarítmi-<br />

ques, seguim els passos habituals de l'estudi i representació gràfica de fun-<br />

cions: domini, punts de tall amb els eixos, continuïtat, asímptotes i branques<br />

infinites, creixement i decreixement i màxims i mínims relatius.<br />

Vegem-ne un parell d'exemples:<br />

EXEMPLE 1<br />

Estudia i representa gràficament la funció f (x) = e – x – e x .<br />

• Dom (f ) = lR, perquè les funcions exponencials f 1 (x) = e – x i f 2 (x) = – e x<br />

tenen domini lR, per tant, la seva suma també.<br />

• L'únic punt de tall amb els eixos és (0, 0).<br />

• És simètrica respecte de l’origen, perquè f (– x) = e x – e –x = – f (x).<br />

• No és periòdica.<br />

• És una funció contínua en lR perquè f 1 (x) = e – x i f 2 (x) = – e x ho són, per<br />

tant, la seva suma també.<br />

• No té asímptotes.<br />

La funció té una branca infinita quan x ! +`, perquè es verifica que<br />

f (x) = (e – x – e x ) = (– e x lim lim<br />

lim ) = –`.<br />

x ! +` +`<br />

Anàlogament, la funció f té una branca infinita quan x ! –`, perquè<br />

f (x) = (e – x – e x ) = e – x lim lim<br />

lim = +`.<br />

x ! –` –`<br />

• f 9(x) = – e – x – e x ; f 9(x) = 0 ) –e – x – e x = 0<br />

Aquesta equació no té solució, perquè – e – x – e x = –(e – x + e x ) , 0 per a<br />

tot x real, perquè e x . 0 i e – x . 0, per a tot valor real de x. Per tant, no<br />

hi ha màxims ni mínims relatius.<br />

Com que f 9(x) , 0 per a tot x real, la funció f és decreixent en lR.<br />

Tenint en compte les característiques estudiades, dibuixem la gràfica de<br />

la funció:<br />

x ! +` +`<br />

x ! –` –`<br />

x ! +` +`<br />

x ! –` –`<br />

H. Gràfiques de funcions exponencials i logarítmiques<br />

Y<br />

1<br />

0 1<br />

X<br />

RECORDA<br />

Les característiques de la funció<br />

exponencial f (x) = a x , amb a . 0 i<br />

a fi 1 són:<br />

• Dom (f ) = lR.<br />

• Im (f ) = (0, +1).<br />

• La seva gràfica passa per (0, 1).<br />

• És contínua en el seu domini.<br />

• y = 0 és asímptota horitzontal.<br />

• És creixent si a . 1 i decreixent<br />

si 0 , a , 1.<br />

f(x) = ( 1 –– 2 )<br />

–3 –2 –1 0<br />

–1<br />

1 2<br />

Y<br />

4<br />

3<br />

x f(x) = 2x<br />

2<br />

1<br />

X


EXEMPLE 2<br />

Estudia i representa gràficament la funció f (x) = ln (x 2 + 1).<br />

• Dom (f ) = lR, perquè x 2 + 1 . 0 per a tot x [ lR.<br />

• Im (f ) = [0, +`), perquè com que x 2 + 1 $ 1 és per a tot x [ lR, es verifica<br />

que f (x) = ln (x 2 + 1) $ ln 1 = 0.<br />

• La funció f talla els eixos de coordenades en el punt (0, 0).<br />

• És simètrica respecte de l'eix d'ordenades, perquè f (–x) = ln [(– x) 2 + 1] =<br />

= ln (x 2 + 1) = f (x).<br />

• La funció no és periòdica.<br />

• És contínua en el seu domini.<br />

• No té asímptotes. La funció té dues branques infinites perquè es verifica<br />

que lim f (x) = lim f (x) = +`.<br />

x ! –` –`<br />

x ! +` +`<br />

2x<br />

• f 9(x) = ; f 9(x) = 0 ) = 0 ) 2x = 0 ) x = 0<br />

x 2 2x<br />

x + 1<br />

2 2x<br />

x + 1<br />

2 2x<br />

+ 1<br />

x 2 + 1<br />

Per a x = 0, f (0) = 0. Per tant, el punt (0, 0) és un mínim relatiu.<br />

Tenint en compte les característiques estudiades, dibuixem la gràfica:<br />

ACTIVITATS<br />

1. Sigui f(x) = x 2 · e x .<br />

Y<br />

1<br />

0<br />

(–`, 0) (0, +`)<br />

signe de f 9(x) – +<br />

f (x) és: decreixent creixent<br />

a) Troba'n el domini, els punts de tall amb els eixos i les<br />

asímptotes.<br />

b) Determina'n els intervals de creixement i decreixe-<br />

ment i els extrems relatius.<br />

c) Esbossa la gràfica de la funció.<br />

1<br />

X<br />

2. Sigui f (x) = ln (5 – x 2 ).<br />

RECORDA<br />

Les característiques de la funció<br />

logarítmica f (x) = log a x, amb a . 0<br />

i a fi 1, són:<br />

• Dom (f ) = (0, +1).<br />

• Im (f ) = lR.<br />

• La seva gràfica passa per (1, 0).<br />

• És contínua en el seu domini.<br />

• x = 0 és una asímptota vertical<br />

de la funció.<br />

• És creixent si a . 1 i decreixent<br />

si 0 , a , 1.<br />

Y<br />

3<br />

2<br />

1<br />

0<br />

–1<br />

–2<br />

f(x) = log x<br />

f(x) = log 2 x<br />

1 2 3 4 5<br />

a) Troba'n el domini i estudia'n les simetries i els talls<br />

amb els eixos.<br />

b) Determina'n els intervals de creixement i decreixe-<br />

ment i els extrems relatius.<br />

c) Representa la gràfica de la funció.<br />

H. Gràfiques de funcions exponencials i logarítmiques<br />

1<br />

2<br />

X<br />

19<br />

© VICENS VIVES


20<br />

© VICENS VIVES<br />

I. QUARTILS I CENTILS<br />

Els quartils i els centils són mesures de posició no central.<br />

Ja has vist que la mediana és, després d'ordenar les dades en sentit creixent,<br />

el valor de la variable que ocupa la posició central, si el nombre de dades és<br />

senar, o la mitjana aritmètica de les dues centrals, si és parell.<br />

De manera semblant, podem considerar valors que divideixin la distribució<br />

en quatre parts iguals. Aquests valors reben el nom de quartils i es representen<br />

per Q 1, Q 2 i Q 3.<br />

El càlcul dels quartils és semblant al de la mediana. Si disposem d'una taula<br />

de freqüències, procedim així:<br />

–<br />

xn<br />

Calculem<br />

4<br />

, amb x = 1 per a Q1, x = 2 per a Q2 = Me i x = 3 per a Q3, i<br />

sent n el nombre total de dades.<br />

– Si coincideix amb alguna freqüència absoluta acumulada, el quartil que<br />

busquem és la mitjana aritmètica entre la dada a la qual correspon<br />

aquesta freqüència i la següent de la taula.<br />

– Si no coincideix amb cap freqüència absoluta acumulada, és la primera<br />

dada que té més gran la freqüència absoluta acumulada.<br />

Si en comptes de dividir el nombre de dades en quatre parts iguals es divideix<br />

en 100, s'obtenen els centils o percentils. Es representen per Pk, k = 1, 2, ...,<br />

kn<br />

xn<br />

99, i el seu càlcul és com el dels quartils però partint de en lloc de .<br />

100<br />

4<br />

EXEMPLE<br />

Calcula els quartils en aquesta taula de distribució de freqüències:<br />

n 111<br />

Per trobar el primer quartil, calculem = = 27,75. La primera<br />

4 4<br />

freqüència acumulada més gran que 27,75 és 33, que correspon al valor 4.<br />

Per tant, Q1 = 4.<br />

2n 3n<br />

Anàlogament, per trobar Q2 i Q3 calculem = 55,5 i = 83,25.<br />

4<br />

4<br />

La primera freqüència acumulada més gran que 55,5 és 83, que correspon<br />

al valor 6. Per tant, Q2 = Me = 6. La primera freqüència acumulada més<br />

gran que 83,25 és 98, que correspon al valor 7. Per tant, Q3 = 7.<br />

I. Quartils i centils<br />

x ii ii n i N i<br />

3 15 15<br />

4 18 33<br />

5 22 55<br />

6 28 83<br />

7 15 98<br />

8 13 111<br />

Decils<br />

Si dividim el nombre n de dades<br />

en quatre parts iguals,<br />

obtenim els quartils. Si el dividim<br />

en 100 parts iguals, s'obtenen<br />

els centils.<br />

De la mateixa manera, si n es<br />

divideix en 10 parts iguals s'obtenen<br />

els decils.<br />

ACTIVITATS<br />

1. Els pesos dels nadons<br />

durant un mes en un hos-<br />

pital han estat registrats en<br />

la taula següent:<br />

pes<br />

(kg)<br />

a) Calcula'n la mitjana i la<br />

moda. Quina mesura de po-<br />

sició central és més repre-<br />

sentativa en aquest cas?<br />

b) Calcula'n els quartils.<br />

c) Calcula P 19 i P 70.<br />

nombre de<br />

nadons<br />

[2,5, 3,0] 17<br />

(3,0, 3,5] 36<br />

(3,5, 4,0] 30<br />

(4,0, 4,5] 34<br />

(4,5, 5,0] 15

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!