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PG — soma dos termos (finita)

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$$S_n = \dfrac{a_1(1 - q^n)}{1 - q}$$

⚡ Calculadora desta Fórmula

Preencha os valores conhecidos da questão. Ao preencher todas as variáveis menos uma, a calculadora resolve a incógnita restante automaticamente com o passo a passo.

🎯 O que é e para que serve?

Essa fórmula serve para calcular rapidamente a soma dos n primeiros termos de uma progressão geométrica (PG) finita, sem precisar somar termo por termo. É muito útil quando a PG tem muitos termos, como calcular a soma de 20 ou 30 valores que crescem ou diminuem numa razão constante. Ela é usada, por exemplo, em problemas de juros compostos, crescimento populacional e outras situações onde cada termo é o anterior multiplicado por uma razão fixa. Caso especial: quando q = 1, a fórmula tem denominador zero e não se aplica — nesse caso, use diretamente S_n = n · a_1 (soma de n termos todos iguais a a_1).

🌍 Onde você vê essa fórmula na prática

Cálculo de acúmulo de depósitos periódicos corrigidos por rendimentos exponenciais, amortizações financeiras em planos de previdência, dosagens farmacológicas acumuladas no organismo e modelos de proliferação celular monitorada em biotecnologia.

📐 Variáveis e Unidades de Medida

Confira o que significa cada símbolo da fórmula e como identificá-los nos enunciados:

Símbolo Nome Unidade Significado Como Identificar
$S_n$ soma dos n primeiros termos adimensional / conforme problema É o resultado final: o valor total obtido ao somar todos os termos da progressão geométrica, do primeiro até o n-ésimo. É o que o problema pede quando fala em 'soma dos termos', 'soma total da sequência' ou 'quanto vale a soma dos n primeiros termos'.
$a_1$ primeiro termo da PG adimensional / conforme problema É o valor inicial da progressão geométrica, a partir do qual todos os outros termos são gerados multiplicando pela razão. Geralmente é o primeiro número dado na sequência, ou é chamado explicitamente de 'primeiro termo' no enunciado.
$q$ razão da progressão geométrica adimensional / conforme problema É o número fixo pelo qual cada termo é multiplicado para gerar o próximo termo da sequência. Não pode ser igual a 1 nessa fórmula (nesse caso a soma seria simplesmente n·a_1). É encontrada dividindo um termo qualquer pelo termo anterior (a_(n+1)/a_n), ou é dada diretamente como 'razão' no enunciado.
$n$ número de termos somados adimensional / conforme problema É a quantidade de termos da progressão que estão sendo somados, do primeiro até o n-ésimo termo. Aparece no enunciado como 'os n primeiros termos', 'soma dos 10 primeiros termos' (nesse caso n=10), etc.

📝 Passo a Passo de Como Resolver

1. Identifique o primeiro termo da PG (a_1) e a razão (q), verificando que q ≠ 1. 2. Identifique quantos termos você quer somar (n). 3. Substitua os valores de a_1, q e n na fórmula S_n = a_1(1 - q^n)/(1 - q). 4. Calcule q^n primeiro, depois resolva o numerador e o denominador separadamente. 5. Divida o numerador pelo denominador para obter a soma total S_n.

🧮 Exemplo Prático Resolvido Passo a Passo

Veja como os dados são aplicados na fórmula com um problema numérico resolvido do início ao fim:

Uma campanha beneficente arrecada doações ao longo de 6 dias. No primeiro dia foram arrecadados R$ 200,00 (a₁ = 200). Devido à divulgação crescente em redes sociais, o valor arrecadado em cada dia subsequente dobrou em relação ao dia anterior (q = 2). Qual foi o montante total acumulado ao final dos 6 dias (n = 6)? 1. Identificar os parâmetros: a₁ = 200, q = 2, n = 6 2. Aplicar a fórmula da soma da PG finita: S_n = a₁ · (q^n - 1) / (q - 1) 3. Calcular a potência q^n: 2^6 = 64 4. Substituir os valores e calcular: S₆ = 200 · (64 - 1) / (2 - 1) = 200 · 63 / 1 = 12.600 reais

💡 O que esse resultado significa na prática:

Ao término dos 6 dias, o valor total arrecadado foi de R$ 12.600,00. A dinâmica exponencial da duplicação diária faz com que o último dia sozinho responda por mais de metade de toda a arrecadação da campanha (a₆ = 200 · 2⁵ = 6.400 reais).

⚠️ Armadilhas e Erros Mais Comuns de Estudantes

Fique atento a estes pontos em provas e exercícios para não perder pontuação por desatenção:

1. Usar a fórmula quando a razão é igual a 1 (q = 1): o denominador (q - 1) anularia a divisão. Para q = 1, a soma é simplesmente n · a₁. 2. Confundir o expoente n da soma com o (n - 1) da fórmula do termo geral: na soma de n termos, o expoente é exatamente n. 3. Esquecer os parênteses ao elevar razões negativas ou fracionárias a potências.

🔄 Variações Algébricas (Isolando Incógnitas)

Dependendo da questão, você precisará encontrar outra variável além da principal:

Isolando n
$$n = \dfrac{\ln\left(1 - \dfrac{S_n(1-q)}{a_1}\right)}{\ln(q)} \quad (q > 0,\ q \neq 1;\ \text{o resultado deve ser um inteiro positivo})$$
Isolando q
$$\text{Não há forma fechada simples para isolar } q\text{: ele aparece como } q^n\text{, então precisa ser obtido numericamente ou por tentativa.}$$
Isolando S_n
$$S_n = \dfrac{a_1(1 - q^n)}{1 - q}$$
Isolando a_1
$$a_1 = \dfrac{S_n (1 - q)}{1 - q^n} \quad (1 - q^n \neq 0;\ \text{atenção: } q \neq 1 \text{ sozinho não basta, ex.: } q=-1 \text{ com } n \text{ par também zera } 1-q^n)$$

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