1a Questão \( (0,6 \) ponto \( )- \) Em uma progressão aritmética \( \left(a_{1}, a_{2}, a_{3}, \ldots, a_{n}, \ldots\right) \) sabe-se que \( a_{3}+a_{5}+a_{9}=31 \) e que \( a_{2}+a_{4}+a_{7}+a_{12}=53 \). Determine: b)(0,2) se o número 3982 pertence à progressão. Em caso afirmativo, indique sua posição na PA.
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Solución
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The Deep Dive
Para resolver a questão, primeiramente, vamos expressar os termos da progressão aritmética (PA). Se considerarmos: - \( a_1 = a \) (primeiro termo) - \( d \) (razão da PA) Os termos da PA podem ser expressos como: - \( a_2 = a + d \) - \( a_3 = a + 2d \) - \( a_4 = a + 3d \) - \( a_5 = a + 4d \) - \( a_7 = a + 6d \) - \( a_9 = a + 8d \) - \( a_{12} = a + 11d \) Substituindo esses termos nas duas equações dadas: 1. \( a_3 + a_5 + a_9 = (a + 2d) + (a + 4d) + (a + 8d) = 3a + 14d = 31 \) 2. \( a_2 + a_4 + a_7 + a_{12} = (a + d) + (a + 3d) + (a + 6d) + (a + 11d) = 4a + 21d = 53 \) Agora, temos o sistema de equações: 1. \( 3a + 14d = 31 \) \( \quad \text{(i)} \) 2. \( 4a + 21d = 53 \) \( \quad \text{(ii)} \) Vamos resolver esse sistema. Multiplicamos a equação (i) por 4 e a (ii) por 3 para eliminar \( a \): \[ 12a + 56d = 124 \quad \text{(iii)} \] \[ 12a + 63d = 159 \quad \text{(iv)} \] Subtraímos (iii) de (iv): \[ (12a + 63d) - (12a + 56d) = 159 - 124 \] \[ 7d = 35 \] \[ d = 5 \] Agora, substituímos \( d = 5 \) em (i): \[ 3a + 14(5) = 31 \] \[ 3a + 70 = 31 \] \[ 3a = 31 - 70 \] \[ 3a = -39 \] \[ a = -13 \] Agora temos a PA definida com \( a = -13 \) e \( d = 5 \). Para verificar se \( 3982 \) pertence à PA, utilizamos a fórmula do enésimo termo da PA: \[ a_n = a + (n - 1)d \] Igualando a \( 3982 \): \[ 3982 = -13 + (n - 1) \cdot 5 \] \[ 3982 + 13 = (n - 1) \cdot 5 \] \[ 3995 = (n - 1) \cdot 5 \] \[ n - 1 = \frac{3995}{5} \] \[ n - 1 = 799 \] \[ n = 800 \] Assim, o número \( 3982 \) pertence à progressão aritmética e sua posição é \( 800 \). Portanto, a resposta para a questão b) é que o número \( 3982 \) pertence à PA e está na posição \( 800 \).