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Podemos ver que a sequência é uma progressão aritmética (PA), uma vez que diferença entre os termos (razão) é constante:
13-9= 9-5= 5-1= 4.
A soma dos termos de uma PA é dada por:
Sn= {(a1 + an)/2}.n
Onde temos:
a1= 1
an= x
Sn= 1653
n= no. de termos da PA
Logo:
1653= {(1+x)/2}.n
1653/n= (1+x)/2
(1653.2)/n = 1+x
x= 3306/n - 1 (I)
n pode ser determinado por outra fórmula da PA:
an= a1 + (n-1).r
onde r=4 (razão)
x= 1 + (n-1).4
(x-1)/4 = n-1
n= (x-1)/4 + 1
Substituindo n em (I) temos:
x= 3306/n - 1
(x+1).n = 3306
(x+1).{(x-1)/4 +1} = 3306
(x+1).(x-1)/4 +(x+1) = 3306
(x+1).(x-1) + 4.(x+1) = 13224
x^2 - 1^2 +4.x + 4 - 13224= 0
x^2 + 4.x - 13221= 0
x= (-4 +/- raiz(4^2 - 4.1.(-13221)))/(2.1)
x= (-4 +/- raiz(16 + 52884))/2
x= (-4 +/- 230)/2
x= (-4 + 230)/2
x= 226/2
x= 113
Verificando:
n= (x-1)/4 + 1
n= (113-1)/4 + 1
n= 29
Sn= {(1 + 113)/2}.29
Sn= {114/2}.29
Sn= 57. 29
Sn= 1653 (ok!)
Determinando uma equação para x:
A fórmula do termo geral da PA diz que
an = a1 + (n - 1) x r
Onde:
an é o enésimo termo, n é o número de termos, e r é a razão da PA.
Então:
X = an = a1 + (n - 1) x r
Para encontrar a razão da PA basta calcular o módulo da diferença entre termos subsequentes:
r = an - a(n-1)
r = a2 - a(2-1)
r = a2 - a1 = 5 - 1 = 4
Voltando na equação do termo geral da PA temos que:
X = 1 + (n - 1) x 4
X = 4n - 3
Utilizando a equação da soma para encontrar n:
A fórmula da soma de n termos de um PA diz que
S = ((a1 + an) x n)/2
Então:
1653 = ((1 + (4n - 3)) x n)/2
Isolando n chegamos na seguinte equação do segundo grau:
2n² - n - 1653 = 0
Resolvendo n utilizando Bhaskara:
n1 = (-b + √Δ) / 2a
n1 = (-(-1) + √((-1)² - 4 x 2 x (-1653)) / (2 x 2)
n1 = (1 + 115) / 4 = 29
n2 = (-b - √Δ) / 2a
n2 = (-(-1) - √((-1)² - 4 x 2 x (-1653)) / (2 x 2)
n2 = (1 - 115) / 4 = 28,5
O único valor que pode ser utilizado é o n1 pois n sempre será um número inteiro.
Portanto n = 29.
Encontrando X:
Voltando à equação que encontramos para X temos
X = 4n - 3
X = 4 x 29 - 3
X = 116 - 3 = 113