calculos:sequenciasfamosas
Differences
This shows you the differences between two versions of the page.
| Both sides previous revisionPrevious revisionNext revision | Previous revision | ||
| calculos:sequenciasfamosas [2022/03/11 06:26] – external edit 127.0.0.1 | calculos:sequenciasfamosas [Unknown date] (current) – removed - external edit (Unknown date) 127.0.0.1 | ||
|---|---|---|---|
| Line 1: | Line 1: | ||
| - | |||
| - | |||
| - | ====== Algumas Sequências famosas ====== | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Existem muiiitas sequências " | ||
| - | |||
| - | Exemplo {{: | ||
| - | |||
| - | Observar a sequência de números ímpares em natureza forneceu um prazer enorme ao Galileo. | ||
| - | |||
| - | Vamos somar os termos da sequência $ a_n$. Assim vamos obter uma nova sequência $ b_1 = a_1, b_2 = a_1 + a+2 , b_3 = a_1+a_2+a_3, | ||
| - | |||
| - | ou seja $ b_n = a_1+a+2+\cdots a_n = \sum_{i=1}^{n} a_i$ | ||
| - | |||
| - | Essa nova sequência revela a distância total percorrida após n unidades do tempo. E assim surge segunda sequência famosa $ b_n = n^2$. Essa sequência é quadrática. | ||
| - | |||
| - | Veja a figura abaixo e tenta visualizar, por que $ b_n = n^2.$ | ||
| - | |||
| - | {{ : | ||
| - | Claro que haverá outras sequências famosas como cúbicas, | ||
| - | |||
| - | é uma sequência famosa que cresce com $ n$ e seu crescimento é chamado de polinomial. | ||
| - | |||
| - | |||
| - | |||
| - | Sequência exponencial (A lenda do imperador e inventor de xadrez): | ||
| - | |||
| - | De acordo com a história, o jogo de xadrez foi inventado no século VI d.C por um homem muito inteligente. Ele viajou até Pataliputra para apresentar sua criação ao imperador. (Pataliputra é onde atualmente está localizada a cidade de Patna, na Índia Oriental.) O imperador ofereceu um prêmio ao inventor. | ||
| - | |||
| - | A contraproposta do inventor: | ||
| - | |||
| - | Como a bondade do imperador estava exacerbada por conta da criação, o inventor sugeriu que usassem o tabuleiro para determinar a quantidade de arroz que receberia. Propôs o inventor: | ||
| - | |||
| - | Sua Majestade, peço que coloque um único grão de arroz no primeiro quadrado do tabuleiro, dois no segundo, quatro no terceiro e assim por diante, para que cada quadrado receba o dobro de grãos de arroz que recebeu o anterior. | ||
| - | |||
| - | O imperador, impressionado com a aparente modéstia do inventor, garantiu o pedido e aceitou. Mas percebeu rápido que estava com um problema sério: | ||
| - | |||
| - | " Após 32 quadrados, já havia dado ao inventor cerca de 4 bilhões de grãos de arroz. " | ||
| - | |||
| - | A sequência correspondente é chamado de uma sequência exponencial | ||
| - | |||
| - | $ c_n = 2^n$. | ||
| - | |||
| - | Comparando com sequência $ b_n = n^2$ ambas as sequências $ b_n, c_n$ crescem na medida que $ n$ cresce. Porém existe uma diferença fundamental na maneira que cada uma delas cresce! $ c_n$ cresce muito mais rápido do que $ b_n$, aliás muito mais rápido que qualquer sequência polinomial. Como podemos provar isto? | ||
| - | |||
| - | <WRAP center round tip 60%> | ||
| - | Keep calm and study Calculus! | ||
| - | </ | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Pensando no seu bolso, vamos poupar dinheiro e estudar uma sequência super famosa que pela primeira vez foi estudada por razões econômicas (dizem as lendas). | ||
| - | |||
| - | Suponhamos que voce ganhou 1 milhão de dolares por resolver um dos problemas de Clay institute e quer poupar num banco. O gerente do banco oferece taxa de jutos anual de d porcentos. Sendo assim seu saldo após um ano será de $ 1 + \frac{d}{100}$. Para faciliar denotamos por $ r = \frac{d}{100}.$ Portanto seu saldo no final do ano será de $ s_1= 1+r $ milhões. | ||
| - | |||
| - | Pensando um pouco, você vai negociar com seu gerente de seguinte forma: Eu deixo meu saldo no seu banco, se receber o juro de $ \frac{d}{2}$ porcentos após 6 meses, prometendo que vai deixar seu dinheiro por um ano. O gerente que não havia estudado bem o cálculo 1, aceita a proposta. | ||
| - | |||
| - | Sendo assim seu saldo no final de um ano será de | ||
| - | |||
| - | $ s_2 = (1 + \frac{r}{2}) (1 + \frac{r}{2})$ milhões! | ||
| - | |||
| - | Fazendo a conta você verifica que $ s_2 = 1 + r + \frac{r^2}{4} > 1+r = s_1$. Obá! que tal fazer outra proposta: | ||
| - | |||
| - | Vamos calcular o juro composto a cada 4 meses ...ou que tal a cada mês um juro de $ \frac{d}{12}$ porcentos? O gerente que não havia estudado cálculo 1, aceita numa boa. você calcula seu saldo final do ano que será de | ||
| - | |||
| - | $ s_{12} = (1+ \frac{r}{12})^{12}.$ | ||
| - | |||
| - | Sabe como calcular $ s_{12}?$ Bem, | ||
| - | |||
| - | $ (1+ \frac{r}{12})^{12} = 1 + 12 \frac{r}{12} + \binom{12}{2} \frac{r^2}{144} + \cdots (\frac{r}{12})^{12} =$ | ||
| - | |||
| - | $ 1 + r + \frac{11}{24}r^2 + \cdots > 1 + r + \frac{r^2}{4}.$ | ||
| - | |||
| - | Maravilha! Isto é legal. que tal continuarmos assim e ganhar uma quantidade enorme de dinheiro? Será que podemos ganhar mais do que qualquer número desejado, apenas dividingo o ano em n períodos iguais e fazer juro composto de taxa $ \frac{d}{n}$ porcentos? | ||
| - | |||
| - | <WRAP center round info 60%> | ||
| - | Não!!! | ||
| - | </ | ||
| - | |||
| - | |||
| - | $ s_n = (1+\frac{r}{n})^n$. | ||
| - | |||
| - | $ \lim_{n \rightarrow \infty} (1+\frac{r}{n})^n = e^r$ | ||
| - | |||
| - | onde $ e \sim 2, | ||
| - | |||
| - | <WRAP center round tip 60%> | ||
| - | $(1+\frac{1}{n})^n < 3, $ para todo $n=1, | ||
| - | </ | ||
| - | |||
| - | Para ver isto, lembre que | ||
| - | $(1+\frac{1}{n})^n= 1 + {n}\choose{1} \frac{1}{n} + \cdots + {n}\choose{k} \frac{1}{n^k} + \cdots + {n}\choose{n}\frac{1}{n^n}, | ||
| - | |||
| - | onde ${n}\choose{k} = \frac{n(n-1)(n-2)\cdots (n-k+1)}{k!}.$ | ||
| - | |||
| - | Agora observe que para $2 \leq k \leq n$ temos: $\cdots + {n}\choose{k} \frac{1}{n^k} = \frac{1}{k!} (1-\frac{1}{n})(1-\frac{2}{n})\cdots (1- \frac{k-1}{n}) < \frac{1}{2.3..cdpts k} < \frac{1}{2^{k-1}}$ | ||
| - | e portanto: | ||
| - | |||
| - | $(1+\frac{1}{n})^n < 1+1+\frac{1}{2} + \cdots + \frac{1}{2^{n-1}} < 1+ \frac{1}{1-\frac{1}{2}} =3.$ | ||
| - | |||
| - | |||
| - | Exercício: Considere uma sequância $a_n = \sqrt[n]{n}$. mostre que essa sequência é decrescente, | ||
| - | <WRAP center round box 60%> | ||
| - | $\sqrt{2} > \sqrt[3]{3} > \sqrt[4]{4} > \cdots > \sqrt[n]{n} > \sqrt[n+1]{n+1} > \cdots$ | ||
| - | </ | ||
| - | Após algumas aulas vai poder verificar para qual número essa sequência "vai convergir" | ||
| - | |||
calculos/sequenciasfamosas.1646990798.txt.gz · Last modified: 2022/03/11 06:26 by 127.0.0.1