Ii
MATU • Algebra
MATU_PROG_114
Examen Preuniversitario
Enunciado
Paso 1:
Entre 3 y 768; 7 y 112 se han interpolado el mismo número de medios geométricos. Halle la razón de cada progresión geométrica formada de manera que la razón de la primera sea el doble de la segunda.
Entre 3 y 768; 7 y 112 se han interpolado el mismo número de medios geométricos. Halle la razón de cada progresión geométrica formada de manera que la razón de la primera sea el doble de la segunda.
Solución Paso a Paso
1. Identificación de datos:
Sean las dos progresiones geométricas ($PG$):
2. Representación visual de la interpolación:
$$ \begin{array}{l} \text{PG 1: } \underbrace{3}_{a_1}, \underbrace{x_1, x_2, \dots, x_m}_{m \text{ medios}}, \underbrace{768}_{u_1} \implies n = m+2 \text{ términos} \\ \text{PG 2: } \underbrace{7}_{a_2}, \underbrace{y_1, y_2, \dots, y_m}_{m \text{ medios}}, \underbrace{112}_{u_2} \implies n = m+2 \text{ términos} \end{array} $$
3. Aplicación de la fórmula del término enésimo ($u = a \cdot q^{n-1}$):
Para la PG 1:
$$ 768 = 3 \cdot q_1^{n-1} \implies \frac{768}{3} = q_1^{n-1} \implies 256 = q_1^{n-1} \quad \text{--- (Ec. 1)} $$
Para la PG 2:
$$ 112 = 7 \cdot q_2^{n-1} \implies \frac{112}{7} = q_2^{n-1} \implies 16 = q_2^{n-1} \quad \text{--- (Ec. 2)} $$
4. Relación entre las progresiones:
Sustituimos la condición $q_1 = 2q_2$ en la (Ec. 1):
$$ (2q_2)^{n-1} = 256 \implies 2^{n-1} \cdot q_2^{n-1} = 256 $$
Sustituimos el valor de $q_2^{n-1}$ obtenido en la (Ec. 2):
$$ 2^{n-1} \cdot 16 = 256 \implies 2^{n-1} = \frac{256}{16} \implies 2^{n-1} = 16 $$
Como $16 = 2^4$, igualamos exponentes:
$$ n - 1 = 4 \implies n = 5 $$
5. Cálculo de las razones:
Sustituimos $n-1 = 4$ en la (Ec. 2):
$$ q_2^4 = 16 \implies q_2 = \sqrt[4]{16} \implies q_2 = \pm 2 $$
Usando la relación $q_1 = 2q_2$:
Conclusión:
$$ \boxed{q_1 = 4; q_2 = 2 \quad \text{y} \quad q_1 = -4; q_2 = -2} $$
Sean las dos progresiones geométricas ($PG$):
- PG 1: Primer término $a_1 = 3$, último término $u_1 = 768$, razón $q_1$.
- PG 2: Primer término $a_2 = 7$, último término $u_2 = 112$, razón $q_2$.
- Se interpolan $m$ medios geométricos en ambas, por lo tanto, el número total de términos es $n = m + 2$.
- Condición de las razones: $q_1 = 2q_2$.
2. Representación visual de la interpolación:
$$ \begin{array}{l} \text{PG 1: } \underbrace{3}_{a_1}, \underbrace{x_1, x_2, \dots, x_m}_{m \text{ medios}}, \underbrace{768}_{u_1} \implies n = m+2 \text{ términos} \\ \text{PG 2: } \underbrace{7}_{a_2}, \underbrace{y_1, y_2, \dots, y_m}_{m \text{ medios}}, \underbrace{112}_{u_2} \implies n = m+2 \text{ términos} \end{array} $$
3. Aplicación de la fórmula del término enésimo ($u = a \cdot q^{n-1}$):
Para la PG 1:
$$ 768 = 3 \cdot q_1^{n-1} \implies \frac{768}{3} = q_1^{n-1} \implies 256 = q_1^{n-1} \quad \text{--- (Ec. 1)} $$
Para la PG 2:
$$ 112 = 7 \cdot q_2^{n-1} \implies \frac{112}{7} = q_2^{n-1} \implies 16 = q_2^{n-1} \quad \text{--- (Ec. 2)} $$
4. Relación entre las progresiones:
Sustituimos la condición $q_1 = 2q_2$ en la (Ec. 1):
$$ (2q_2)^{n-1} = 256 \implies 2^{n-1} \cdot q_2^{n-1} = 256 $$
Sustituimos el valor de $q_2^{n-1}$ obtenido en la (Ec. 2):
$$ 2^{n-1} \cdot 16 = 256 \implies 2^{n-1} = \frac{256}{16} \implies 2^{n-1} = 16 $$
Como $16 = 2^4$, igualamos exponentes:
$$ n - 1 = 4 \implies n = 5 $$
5. Cálculo de las razones:
Sustituimos $n-1 = 4$ en la (Ec. 2):
$$ q_2^4 = 16 \implies q_2 = \sqrt[4]{16} \implies q_2 = \pm 2 $$
Usando la relación $q_1 = 2q_2$:
- Si $q_2 = 2 \implies q_1 = 2(2) = 4$
- Si $q_2 = -2 \implies q_1 = 2(-2) = -4$
Conclusión:
$$ \boxed{q_1 = 4; q_2 = 2 \quad \text{y} \quad q_1 = -4; q_2 = -2} $$