Ii MATU • Algebra

MATU_PROG_135

Guía de ejercicios

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Enunciado

Paso 1:
Una progresión geométrica consta de un número par de términos. La suma de todos ellos es igual al triple de la suma de los términos impares. Determinar la razón de la progresión.

Solución Paso a Paso

1. Datos y Representación:
Sea la progresión geométrica con $2n$ términos (número par):
$$ a_1, a_2, a_3, \dots, a_{2n} $$
Representación visual de la serie:
$$ \underbrace{a_1 + a_2 + a_3 + \dots + a_{2n}}_{\text{Suma total } (S_T)} = 3 \cdot (\underbrace{a_1 + a_3 + a_5 + \dots + a_{2n-1}}_{\text{Suma términos impares } (S_I)}) $$

2. Fórmulas utilizadas:
La suma de los primeros $k$ términos de una P.G. es:
$$ S_k = \frac{a_1(q^k - 1)}{q - 1} $$

3. Desarrollo paso a paso:

Paso A: Hallar la suma total ($S_T$)
La progresión tiene $2n$ términos y razón $q$:
$$ S_T = \frac{a_1(q^{2n} - 1)}{q - 1} $$

Paso B: Hallar la suma de los términos impares ($S_I$)
Los términos impares son $a_1, a_3, a_5, \dots, a_{2n-1}$.
Esta es una nueva P.G. donde:

  • El primer término es $a_1$.

  • La nueva razón es $Q = \frac{a_3}{a_1} = \frac{a_1 q^2}{a_1} = q^2$.

  • El número de términos es $n$ (la mitad de $2n$).


$$ S_I = \frac{a_1((q^2)^n - 1)}{q^2 - 1} = \frac{a_1(q^{2n} - 1)}{q^2 - 1} $$

Paso C: Aplicar la condición del problema
$$ S_T = 3 S_I $$
$$ \frac{a_1(q^{2n} - 1)}{q - 1} = 3 \cdot \frac{a_1(q^{2n} - 1)}{q^2 - 1} $$

Paso D: Simplificación algebraica
$$ \frac{1}{q - 1} = \frac{3}{q^2 - 1} $$
Recordamos que $q^2 - 1 = (q - 1)(q + 1)$:
$$ \frac{1}{q - 1} = \frac{3}{(q - 1)(q + 1)} $$
Multiplicando por $(q-1)$:
$$ 1 = \frac{3}{q + 1} \implies q + 1 = 3 $$
$$ q = 2 $$

4. Conclusión:
La razón de la progresión es 2.

$$ \boxed{q = 2} $$

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