Calculadora de progressão geométrica (aₙ = a₁·rⁿ⁻¹)

Insira o primeiro termo a₁ e a razão r para calcular o termo geral, as somas parciais e a soma infinita (quando |r| < 1). Inclui tabela de termos e gráfico de barras.

O que é uma progressão geométrica

Uma progressão geométrica é uma sequência de números em que a razão entre dois termos consecutivos quaisquer permanece sempre a mesma. Essa razão constante é chamada de razão r e, junto com o primeiro termo a₁, determina completamente toda a sequência. Por exemplo, com a₁ = 2 e r = 3, a progressão fica 2, 6, 18, 54, … cada termo é simplesmente o triplo do anterior.

Esta calculadora precisa apenas do primeiro termo e da razão para obter o termo geral aₙ = a₁·rⁿ⁻¹ e a soma parcial Sₙ para quantos termos você quiser, exibidos em uma tabela e em um gráfico de barras. Quando |r| < 1, ela também calcula a série geométrica infinita S∞ para a qual a soma acumulada converge à medida que mais termos são adicionados. É uma forma rápida de conferir valores que, calculados à mão, logo se tornam difíceis de manejar.

Como usar a calculadora de progressão geométrica

  1. Insira o primeiro termo a₁ Digite o valor inicial da sequência. Números positivos, negativos e decimais são todos aceitos.
  2. Insira a razão r Digite a razão entre termos consecutivos. r > 1 produz crescimento, 0 < r < 1 produz decrescimento e r < 0 produz uma sequência oscilatória.
  3. Escolha quantos termos exibir Defina o número de termos mostrados na tabela e no gráfico. Com quantidades muito grandes, valores excessivamente grandes podem ser ocultados.
  4. Consulte aₙ e Sₙ na tabela Para cada n, a tabela mostra o termo n aₙ junto com a soma parcial acumulada Sₙ, permitindo acompanhar o cálculo passo a passo.
  5. Observe o gráfico e a soma infinita O gráfico de barras mostra rapidamente o padrão de crescimento ou decrescimento e, quando |r| < 1, também exibe o valor para o qual a série geométrica infinita S∞ converge.

Dicas para aproveitar melhor

  • Quando r > 1 a progressão cresce rapidamente. Quando 0 < r < 1 tende a 0. Quando r < 0 os termos alternam de sinal (progressão oscilatória).
  • Quando |r| < 1, a soma infinita converge para S∞ = a₁ / (1 − r). Por exemplo, com a₁ = 1 e r = 1/2, S∞ = 2.
  • O termo geral é aₙ = a₁ · r^(n−1) e a soma parcial é Sₙ = a₁(1 − rⁿ) / (1 − r) (quando r ≠ 1).
  • O gráfico de barras mostra cada termo. Para valores grandes de r as barras crescem muito rapidamente, então valores de r entre 1,1 e 1,5 facilitam visualizar o padrão de crescimento.

Quando esta calculadora é útil

Conferir exercícios e tarefas

Insira os mesmos valores de a₁, r e n calculados à mão para verificar o termo geral ou a soma parcial. Erros costumam ficar evidentes quando os números crescem bastante.

Entender o crescimento dos juros compostos

Um capital que cresce a uma taxa de juros fixa segue exatamente a mesma estrutura de uma progressão geométrica com r > 1. Combine esta ferramenta com uma calculadora de juros compostos para obter os valores exatos.

Entender decrescimentos do tipo meia-vida

Fenômenos como a desintegração de uma substância radioativa ou o desbotamento de uma tinta, em que uma fração fixa é perdida a cada etapa, podem ser aproximados por uma progressão geométrica com 0 < r < 1.

Ganhar intuição sobre complexidade de algoritmos

Quando um processo recursivo dobra ou triplica sua carga de trabalho a cada etapa, esta ferramenta ajuda a visualizar numericamente a rapidez do crescimento geométrico.

Uma primeira ideia aproximada de empréstimos ou poupanças

Antes de um cálculo detalhado de juros, esta é uma forma rápida de ter uma noção de quão depressa uma determinada razão eleva um valor ao longo de muitas etapas.

Glossário

Primeiro termo
O valor inicial da sequência, escrito a₁. Junto com a razão, determina de forma única toda a sequência.
Razão
A razão constante entre dois termos consecutivos quaisquer, escrita r. Vale aₙ₊₁ = aₙ × r para todos os termos da sequência.
Termo geral
Uma fórmula que dá o termo n da sequência diretamente em função de n. Numa progressão geométrica, é aₙ = a₁ · rⁿ⁻¹.
Soma parcial
A soma dos primeiros n termos da sequência, escrita Sₙ. Calcula-se como Sₙ = a₁(1 − rⁿ) / (1 − r) sempre que r ≠ 1.
Série geométrica infinita
A soma obtida ao somar todos os termos de uma progressão geométrica indefinidamente. Converge para um valor finito S∞ = a₁ / (1 − r) apenas quando |r| < 1.
Convergência
A propriedade pela qual uma soma ou sequência de valores se aproxima cada vez mais de um único valor fixo à medida que mais termos são adicionados. Uma série geométrica converge precisamente quando |r| < 1.
Divergência
O oposto da convergência: a soma continua crescendo sem limite ou oscila indefinidamente, em vez de se estabilizar em um valor fixo. Uma série geométrica diverge sempre que |r| ≥ 1.

Perguntas frequentes

A soma infinita S∞ = a₁ / (1 − r) é finita apenas quando |r| < 1. Quando |r| ≥ 1 os termos não diminuem rápido o suficiente e a soma diverge (vai ao infinito ou oscila sem limite).

Uma razão negativa produz uma progressão oscilatória em que os termos alternam de sinal. Por exemplo, com a₁ = 1 e r = −2 obtemos 1, −2, 4, −8, 16, …

Seja S = a₁ + a₁r + … + a₁r^(n−1). Multiplicando por r: rS = a₁r + … + a₁rⁿ. Subtraindo: S − rS = a₁ − a₁rⁿ, logo S(1−r) = a₁(1−rⁿ) e portanto Sₙ = a₁(1−rⁿ)/(1−r).
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Curiosidade — Crescimento geométrico e o mito do papel dobrado

Uma ilustração clássica do crescimento geométrico: se você dobrar uma folha de papel de 0,1 mm ao meio repetidamente, após n dobras a espessura é 0,1 × 2ⁿ mm. A Lua fica a cerca de 384.400 km — aproximadamente 3,844 × 10¹¹ mm — portanto 42 dobras teoricamente alcançariam a Lua (2⁴² ≈ 4,4 × 10¹²).

Na prática, a rigidez do papel limita uma folha comum a cerca de 7–8 dobras. Em 2012, a estudante do ensino médio Britney Gallivan estabeleceu um recorde mundial dobrando uma longa tira de papel 12 vezes. A realidade matemática permanece: progressões geométricas crescem muito além da nossa intuição, o que explica os juros compostos, a disseminação viral e o crescimento populacional.