Ii MATU • Algebra

MATU_PROG_107

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Enunciado

Problema 297.
Al dividir el noveno término de una P.A. por su segundo término, en el cociente se obtiene 5, mientras que al dividir el término decimotercero de la P.A. por su sexto término en el cociente tendremos 2 y en el resto 5 (corrección de dato omitido en imagen). Halle la suma de 20 términos de la progresión.
Resp. 820

Solución Paso a Paso

1. Datos y fórmulas fundamentales:
En una progresión aritmética (P.A.):
$$a_k = a_1 + (k-1)d$$
La suma de los primeros $n$ términos es:
$$S_n = \frac{n}{2} [2a_1 + (n-1)d]$$

2. Planteamiento de ecuaciones:
Basado en el algoritmo de la división $D = dq + R$:

  • División 1: $\frac{a_9}{a_2} = 5$ (cociente 5, resto 0):
    $$a_9 = 5 a_2$$
    $$(a_1 + 8d) = 5(a_1 + d)$$
    $$a_1 + 8d = 5a_1 + 5d \implies 3d = 4a_1 \dots \text{(Eq. 1)}$$
  • División 2: $\frac{a_{13}}{a_6} = 2$ con resto 5:
    $$a_{13} = 2 a_6 + 5$$
    $$(a_1 + 12d) = 2(a_1 + 5d) + 5$$
    $$a_1 + 12d = 2a_1 + 10d + 5 \implies 2d - a_1 = 5 \dots \text{(Eq. 2)}$$


3. Resolución del sistema de ecuaciones:
De la (Eq. 1) despejamos $a_1$:
$$a_1 = \frac{3}{4}d$$
Sustituimos en la (Eq. 2):
$$2d - \frac{3}{4}d = 5$$
Multiplicamos todo por 4:
$$8d - 3d = 20 \implies 5d = 20 \implies d = 4$$
Calculamos $a_1$:
$$a_1 = \frac{3}{4}(4) = 3$$

Resumen de constantes halladas:
$$ \begin{array}{|c|c|} \hline \text{Primer término (} a_1 \text{)} & 3 \\ \hline \text{Diferencia común (} d \text{)} & 4 \\ \hline \end{array} $$

4. Cálculo de la suma de los 20 primeros términos ($S_{20}$):
Sustituimos en la fórmula de la suma con $n=20$:
$$S_{20} = \frac{20}{2} [2(3) + (20-1)4]$$
$$S_{20} = 10 [6 + (19 \times 4)]$$
$$S_{20} = 10 [6 + 76]$$
$$S_{20} = 10 [82] = 820$$

$$ \boxed{S_{20} = 820} $$

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