Sequências e séries
Calcule termos e somas de progressões aritméticas e geométricas, gere recorrências como Fibonacci e veja a convergência das somas parciais no gráfico.
Calcule termos e somas de progressões aritméticas e geométricas, gere recorrências como Fibonacci e veja a convergência das somas parciais no gráfico.
Uma sequência é uma lista ordenada de números. Uma série é a soma dos termos de uma sequência. Esta ferramenta trabalha com quatro casos.
Cada termo é o anterior mais uma razão r: aₙ = a₁ + (n − 1)·r. A soma dos n primeiros termos é Sₙ = n·(a₁ + aₙ)/2. Por exemplo, a soma dos 100 primeiros ímpares (a₁ = 1, r = 2) é 100² = 10 000.
Cada termo é o anterior multiplicado por q: aₙ = a₁·qⁿ⁻¹. A soma finita é Sₙ = a₁(1 − qⁿ)/(1 − q). Se |q| < 1, a soma infinita converge para a₁/(1 − q): com q = 0,5 e a₁ = 1, o limite é 2. Se |q| ≥ 1, os termos não tendem a zero e a série não converge.
Cada termo depende dos dois anteriores: xₙ = p·xₙ₋₁ + q·xₙ₋₂. Fibonacci é o caso p = q = 1 com x₀ = 0 e x₁ = 1. A equação característica t² − pt − q = 0 dá a razão de crescimento: para Fibonacci, a raiz dominante é o número áureo, (1 + √5)/2 ≈ 1,618. Com raízes complexas, os termos oscilam.
Uma série converge quando as somas parciais Sₙ se aproximam de um limite. O gráfico mostra Sₙ para n crescendo. Na p-série Σ 1/kˢ, a soma converge para s > 1 e diverge para s ≤ 1. A harmônica s = 1 diverge muito devagar: a soma cresce como ln n, então milhares de termos ainda parecem "pequenos".
Até 100 000 termos são calculados. Valores que estouram a faixa de ponto flutuante aparecem como "grande demais" em vez de infinito silencioso.
Some os 100 primeiros números ímpares. Qual padrão aparece e por quê?
Use a progressão aritmética com a₁ = 1 e razão 2 e compare a soma com n².
Com razão 0,5, a soma infinita converge para qual valor? Quantos termos são necessários para chegar a 1,99?
Aumente n na geométrica e observe a linha tracejada do limite.
Na recorrência de Fibonacci, qual é a razão entre termos consecutivos para n grande?
Compare as razões dos últimos termos com a raiz característica dominante do painel.
A série Σ 1/k² converge? E Σ 1/k diverge? Compare as somas parciais com n = 1000 e n = 100000.
Troque para a p-série e mude o expoente s entre 1 e 2.
Nenhum. Esta aula pode ser o começo.
Cada conceito leva à lista de aulas que o usam, por disciplina.
Trilha de estudo: Números · Mapa de conceitos