Tercer Periodo (Sucesiones Numéricas)

Sucesiones numéricas

Una sucesión numérica se formaliza como una aplicación de los naturales en los reales, es decir :




que escribiremos simplemente como o, si se da por entendido que los subíndices son enteros, también vale .

El nombre que recibe la sucesión también puede hacer referencia a los valores que toma sobre los reales, así, si la imagen de fuesen los racionales, es decir fracciones enteras del tipo , podemos llamarla sucesión de números racionales, y lo mismo para los irracionales, naturales, enteros, algebraicos, trascendentes, ... .


 Notas y ejemplos básicos

Para definir término a término la sucesión, se indica para cada termino el valor que le corresponde directamente:

El primero es a por ejemplo 3,

el segundo es a por ejemplo -10,

el tercero es a por ejemplo 9, y así sucesivamente.

Para indicar, si hace falta, el comportamiento del resto de los valores, se usa el término general y se escribe acompañado como a por ejemplo número al azar, ... .

Los puntos suspensivos dan por entendido que los valores de la sucesión se omiten ya que estos quedan claramente determinados hasta el infinito, siendo el n-ésimo valor, , el portador del método para generar el valor de cada término, y el nombre puede ser cambiado, si hace falta, por , i, j, k, ... .

Materialmente seria: 3, -10, 9, 7, ... , número al azar, ... .
 Sucesión finita

Diremos que una sucesión es finita si determinamos su último termino, por ejemplo el n-ésimo:

Genéricamente: , donde sería el término general si hiciese falta.

ejemplo: 100, 99, 98, ... , 1, 0.

 Sucesión constante

Diremos que una sucesión es constante si todos los términos valen a , un número real cualquiera, ejemplo:

Genéricamente .
ejemplo: si queda como 1, 1, 1, 1, ... ,1 ,... , es decir, que todos los valores son el mismo, 1.

 Sucesión creciente

Si imponemos al termino general, de una sucesión numérica, la condición que , es decir, que el siguiente término, , siempre sea mayor estricto que su predecesor, , se llaman sucesiones estrictamente crecientes:

Para naturales: 1, 2, 3, 4, 5, 6, ... .

Para enteros: -10, -9, -8, -7, -6, ... .

Para reales: .
Si imponemos , es decir, una desigualdad no estricta, entonces se pueden incluir, entre otras, las sucesiones constantes.

Sucesión decreciente
Al igual que las crecientes tenemos, según el termino general, que:

Si entonces la sucesión es decreciente,
si es estrictamente decreciente.
Sucesión alternada

Intuitivamente se llama sucesión alternada cuando alterna valores de signo opuesto, como an = ( − 1)n que nos genera la sucesión: 1, -1, 1, -1, 1, -1, ... . Utilizado por las series llamadas series alternas.
 Según el término general

El termino general de la sucesión queda definido de forma explícita si su valor está en función del valor del subíndice, es decir, si donde es una función cualquiera como por ejemplos:
  que daría la sucesión de naturales sucesivos, es decir, 1, 2, 3, 4, 5, ... .

  que daría todos los número pares incluido el cero, es decir, 0, 2, 4, 6, 8, ... .

  que daría la sucesión de cuadrados siguiente, 0, 1, 4, 9, 16, ... .

Dada una función , llamaremos extensión en los reales de  a una función cuyos valores coinciden en el dominio de , es decir, .
Error fatal es nombrar a la extensión en los reales con el mismo nombre ¡ !, pues, se trata de una asociación totalmente arbitraria y no univoca que trae confusión y no tiene sentido para algunas funciones definidas a trozos. Compruébese que solo si la sucesión que determinan sobre los enteros es la misma, pero ¡no son la misma función!, llamemos a la extendida por ejemplo o si es un polinomio, o g o h si son funciones trigonométricas, agregando subíndices si hace falta.






La función f puede adquirir propiedades de la extendida P, si existe P con dichas propiedades, como límites al infinito, monotonía, acotaciones... .
Casos en los que f no puede extenderse sobre los reales:
si definimos un como el número de factores propios de n.

funciones aritméticas, como la función fi de Euler o la Función de Möbius µ.

El término general de la sucesión queda definido de forma implícita si su valor depende de sus predecesores, esto se indica en general del modo siguiente:
Dados previamente los valores de , podemos definir el término general de forma inductiva como como por ejemplo con la ecuación en diferencias

Tercer periodo. (Las sucesiones en las matemáticas)

Sucesión matemática.

En terminología matemática se incluye sucesión para designar la existencia de elementos encadenados o sucesivos.

Se excluye totalmente la sinonimia con el término serie.

En textos académicos se suele llamar simplemente sucesión con el bien entendido que todas son del mismo tipo. Esto no impide la existencia de sucesiones de diversas entidades matemáticas.

Cuando abundan sucesiones de todo tipo se puede cambiar incluso el nombre de sucesión por otro.

Definiciones

Las diferentes definiciones suelen estar ligadas al área de trabajo, la más común y poco general es la definición de sucesión numérica, en la práctica se usan sucesiones de forma intuitiva:


Definición abstracta

Clase de finitos o numerables objetos ordenados.

Definición conjuntista

Una sucesión en un conjunto X es una enumeración de elementos de X, es decir una aplicación de en x


Notación
Notaremos por a una sucesión, donde x la identifica como distinta de otra digamos .

La notación es permisiva en cuanto a su modificación si realmente es necesario.

Definición de término general

Llamaremos término general de una sucesión a , donde indica el lugar que ocupa en dicha sucesión.


Definición de parcial

Llamaremos parcial de a una sucesión donde .

Ejemplos en distintas áreas

Estos ejemplos pretenden ser una pequeña muestra de la infinidad, propiamente dicha, de usos que tienen dichas sucesiones en matemáticas.

El trabajo interno en el desarrollo de cada tema en cada área obliga a diversificar el modo de nominar y notar las sucesiones, haciéndose frecuente el uso de índices, subíndices y superíndices para salvar la sobrecarga de notación y hacerlas más legibles y estéticas en cuanto a la presentación.

En
Se puede tener una sucesión tal que

En el espacio de las sucesiones finitas en
Se puede tener una sucesión tal que .

En K[x]
Un polinómio no es más que una sucesión finita tal que representada como .


Sucesiones funcionales
Se puede tener una sucesión de funciones continuas .

Tercer Periodo (introducción a las sucesiones)

Sucesiones.

Definición.

Una sucesión es una función definida sobre los enteros naturales. Es costumbre emplear las letras u, v, w... para designarlas, en vez de f, g, h... que se usan para las funciones. Del mismo modo, la variable se nota usualmente n (por natural) en vez de x, habitual para las variables reales.

Por convención, se escribe un en vez de u(n) la imagen de n por la sucesión u, es decir, el término número n+1 de la sucesión u ya que el primer término es habitualmente u0.





Existen esencialmente dos maneras de definir una sucesión: explícita o implícitamente.

Definición explícita.


La definición es explícita cuando se da una fórmula que permite hallar un mediante un cálculo único donde no interviene otra variable que n. En otras palabras, un es una función de n: un = f(n).

Es el caso representado por el primer gráfico, donde la función es polinomial, los términos de la sucesión son las ordenadas de los puntos rojos cuyas abcisas son los enteros naturales.

Cuando la función f está definida también en los reales (como en la figura), el estudio de f (límite en + ∞ variaciones, extremos) permite conocer perfectamente u:

Si f tiende hacia l (en + ∞) entonces también lo hace u. La recíproca es errónea, como lo muestra la función f(x) = sen(2π·x), que no tiene límite mientras que un = f(n) es siempre nulo y u tiende por lo tanto hacia cero.

Si f es creciente en un intervalo [a; b] entonces u lo es para los valores enteros positivos del intervalo (o sea sobre [a; b] ∩ ).

Para los extremos la cosa se complica: si los extremos de f no corresponden a valores enteros de x entonces se tiene que considerar los naturales más próximos y comparar los un correspondientes. En la figura, f tiene un mínimo relativo en el intervalo ]2; 3[, y como u2 < u3, u2 es un mínimo relativo de u. El máximo relativo de f en ]6; 7[ da dos máximos relativos de u porque u6 = u7.

Sin embargo, existen métodos para estudiar u sin estudiar f: el sentido de variación se puede determinar con el signo de un+1 - un ( si es positivo, u crece), o comparando la fracción un+1/un con 1 (apropiado cuando u es de signo constante, a ser posible positivo). Estos cálculos pueden ser más sencillos cuando f tiene una función derivada complicada.


En algunos casos, la función f que aparece en un = f(n) no puede extenderse a R.

Es el caso si definimos un como el número de factores propios de n por ejemplo, u otras funciones aritméticas, como la función fi de Euler o la función µ de Möbius. El estudio clásico de las funciones, mediante la derivación, es entonces imposible.

Definición implícita


La definición es implícita cuando ... no es explicita. Esto significa que un no sólo depende de n sino también de otros términos de la sucesión que se tendrán que calcular antes.

Por ejemplo se puede fijar uo = 1 y decidir que para cualquier natural n > 0, un = n·un-1. Para hallar u3 digamos, hay que calcular u2 lo que necesita el conocimiento de u1 el cual se calcula con uo.

Obtenemos: u1 = 1×u0 = 1, luego u2 = 2×u1 = 2 y por fin u3 = 3×u2 = 6. Son los factoriales.

Otro ejemplo muy conocido es la sucesión de Fibonacci definida por un+2 = un+1 + un.

La fórmula que define un termino con relación a los anteriores se llama relación de inducción.

Cuando el término general un sólo depende del término anterior, un-1, es decir cuando existe f tal que un = f(un-1) o, lo que viene a ser lo mismo un+1 = f(un) (para todo natural n), entonces existe un método gráfico de construirla muy instructivo (ver imagen):

En un sistema de coordenadas se trazan la curva de f y la diagonal (de ecuación y = x). Se empieza por el punto de abcisa del eje horizontal uo y se sube (o baja) verticalmente hasta encontrar la curva de f. Como u1 = f(uo), la ordenada de este punto es u1. Sin embargo para obtener u2 necesitamos tener u1 en las abcisas. Por esto nos desplazamos horizontalmente hasta encontrar la diagonal. En la diagonal, abcisa y ordenanda son iguales (por su ecuación y = x), luego bajamos hasta encontrar el eje de las abcisas lo que nos permite leer el valor de u1. A partir de ahí el procesoo se repite igual, pues u2 = f(u1).

En la práctica, basta trazar la espiral o escalera entre la curva y la diagonal para evidenciar el comportamiento de la sucesión (creciente, decreciente u oscilatoria) y su eventual límite denotado l (ele): si es finito, tiene que ser la abcisa de un punto de intersección de la curva de f y de la diagonal porque tiene que verificar l = f(l), relación obtenida tomando el límite de un = f(un-1) ( con f continua). Si se acepta la notación f(+ ∞) para designar el límite en el infinito, entonces la relación anterior se extiende tal cual a los infinitos.

Supongamos f continua y derivable en l, límite potencial de la sucesión. Entonces se puede predecir su comportamiento local cerca de l, es decir, si un es próximo a l y cómo evoluciona la sucesión a partir de este término. Este comportamiento, en primera aproximación, sólo depende de f'(l), la derivada de f en l:



















































COMPOSICION DEL TRIANGULO PASCAL

TRIANGULO DE PASCAL


Es un conjunto de infinitos numeros enteros ordenados en forma de triangulo que expresan coeficientes binomiales. el interes de triangulo de pascal radica en su aplicacion en algebra y permite calcular de forma sencilla numeros combinatorios lo que sirve para aplicar el binomia de newton.

CONTINUACION DE LA ECUACION DE LA CIRCUNFERENCIA



El punto A(3, 4) ÎC(0, 5) ya que:
32 + 42 = 25
De (1) se deduce que:
Lo que muestra que:
para todo x Î [-5, 5], el punto
está en la semicircunferencia superior y que
para todo x Î [-5, 5], el punto
está en la semicircunferencia inferior.
fig. 5.2.

ECUACION ANALITICA DE LA CIRCUNFERENCIA


Supóngase que el centro C tiene coordenadas (h, k) respecto a un sistema ortogonal de ejes x-y con origen 0 y que el radio es r. Sea P (x, y) un punto de la C (C; r) .


Entonces:

Es decir,

Por lo tanto:
(1)
fig. 5.1.
Así que C(C(h, k); r) = {P(x, y) ÎR2/ (x – h)2 + (y – k)2 = r2} y la ecuación (1) representa la ecuación de la circunferencia cuyo centro es el punto C(h, k) y de radio r.
Si C está en el origen, h = k = 0 y la ecuación de la C(o; r) es x2 + y2 = r2.
La C(0, 5) tiene por ecuación: x2 + y2 = 25. (1)

ELEMENTOS DE LA CIRCUNFERENCIA


Diámetro: Segmento que une dos puntos de la circunferencia pasando por el centro.
Radio: segmento que une el centro con un punto cualquiera de la circunferencia.
Cuerda: Segmento que une dos puntos de la circunferencia.
Secante: Recta que corta en dos puntos a la circunferencia.
Tangente: Recta que toca en un punto a la circunferencia.

LA CIRCUNFERENCIA...







La circunferencia es un contorno contínuamente curvado, cuyos puntos están todos a la misma distancia de un punto central, llamado centro del círculo. La distancia constante de cualquier punto de la circunferencia se denomina radio.






La circunferencia representa el área que contiene en su interior, denominada círculo, la forma más enigmática de todas, considerada perfecta por nuestros antepasados. Su direccionalidad es la curva, asociada al movimiento, al encuadramiento, a la repetición y al calor.