\( \mathbf{1}^{a} \) 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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The Deep Dive
Para resolver o problema, vamos primeiro definir a progressão aritmética. Na PA, os termos são dados por \( a_n = a_1 + (n-1)d \), onde \( a_1 \) é o primeiro termo e \( d \) é a razão da PA. Temos as equações com os termos fornecidos: 1. \( a_3 + a_5 + a_9 = 31 \): \[ (a_1 + 2d) + (a_1 + 4d) + (a_1 + 8d) = 31 \] Simplificando, temos: \[ 3a_1 + 14d = 31 \quad \text{(equação 1)} \] 2. \( a_2 + a_4 + a_7 + a_{12} = 53 \): \[ (a_1 + d) + (a_1 + 3d) + (a_1 + 6d) + (a_1 + 11d) = 53 \] Simplificando, obtemos: \[ 4a_1 + 21d = 53 \quad \text{(equação 2)} \] Agora, podemos resolver essas duas equações simultaneamente. Multiplicamos a equação 1 por 4 e a equação 2 por 3 para igualar os termos com \( a_1 \): - Equação 1 multiplicada por 4: \[ 12a_1 + 56d = 124 \quad \text{(equação 3)} \] - Equação 2 multiplicada por 3: \[ 12a_1 + 63d = 159 \quad \text{(equação 4)} \] Subtraindo a equação 3 da equação 4: \[ (12a_1 + 63d) - (12a_1 + 56d) = 159 - 124 \] \[ 7d = 35 \Rightarrow d = 5 \] Agora, substituímos \( d = 5 \) na equação 1: \[ 3a_1 + 14(5) = 31 \] \[ 3a_1 + 70 = 31 \Rightarrow 3a_1 = 31 - 70 \Rightarrow 3a_1 = -39 \Rightarrow a_1 = -13 \] Com \( a_1 = -13 \) e \( d = 5 \), a sequência fica: \[ a_n = -13 + (n-1)(5) = -13 + 5n - 5 = 5n - 18 \] Agora, para saber se 3982 pertence à PA, devemos verificar se \( 3982 = 5n - 18 \) é um número inteiro. Resolvendo para \( n \): \[ 3982 + 18 = 5n \Rightarrow 4000 = 5n \Rightarrow n = \frac{4000}{5} = 800 \] Portanto, \( 3982 \) pertence à progressão e ocupa a posição \( n = 800 \) na PA.