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

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

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!