Progresión armónica (matemática) Índice Definición Ejemplos Proposición Media armónica Véase...


Álgebra





En las progresiones aritmética y geométrica hay variación entre dos términos consecutivos, pero en el caso de una progresión armónica se vinculan tres términos.




Índice






  • 1 Definición


  • 2 Ejemplos


  • 3 Proposición


    • 3.1 Prueba




  • 4 Media armónica


  • 5 Véase también


  • 6 Referencias





Definición


Dados tres números m, n, p se dice que están en razón armónica si mp=m−nn−p{displaystyle {frac {m}{p}}={frac {m-n}{n-p}}}.[1]


Una sucesión de números forman una progresión armónica si cada colección de tres términos consecutivos forman una razón armónica.



Ejemplos


  • 1/3, 1/6, 1/9, 1/12, 1/15, 1/18,...

  • Uno de los casos más interesantes es la sucesión armónica cuyos términos son 1, 1/2, 1/3, 1/4, ..., 1/n,... donde n es un entero positivo.


la serie 1+12+13+...+1n{displaystyle 1+{frac {1}{2}}+{frac {1}{3}}+...+{frac {1}{n}}} es divergente cuando n tiene a infinito, aunque

el término general 1/n tiende a 0, cuando n tiende a infinito.[2]



Proposición


Los inversos multiplicativos de los términos que están en progresión aritmética forman una progresión armónica.



Prueba


Se tiene mp=m−nn−p{displaystyle {frac {m}{p}}={frac {m-n}{n-p}}}

de donde m(n−p)=p(m−n){displaystyle m(n-p)=p(m-n)}

dividiendo cada término por mnp


1p−1n=1n−1m{displaystyle {frac {1}{p}}-{frac {1}{n}}={frac {1}{n}}-{frac {1}{m}}} lo que demuestra la proposición.


Media armónica


Sean m y n dos números y H su media armónica, por lo demostrado

1H−1m=1n−1H{displaystyle {frac {1}{H}}-{frac {1}{m}}={frac {1}{n}}-{frac {1}{H}}}


O sea

2H=1m+1n{displaystyle {frac {2}{H}}={frac {1}{m}}+{frac {1}{n}}}



Finalmente

H=2mnm+n{displaystyle H={frac {2mn}{m+n}}}


Propiedad

Si A, G, H son las medias aritmética, geométrica y armónica entonces la media geométrica es media proporcional entre la media aritmética y armónica.


Esto es ::A:G::G:H{displaystyle ::A:G::G:H} o bien AG=GH{displaystyle {frac {A}{G}}={frac {G}{H}}}


La media armónica de m y n es H=2mnm+n{displaystyle H={frac {2mn}{m+n}}}, que se puede escribir


H=mnm+n2{displaystyle H={frac {mn}{frac {m+n}{2}}}}, o de otra manera H=(mn)2m+n2{displaystyle H={frac {({sqrt {mn}})^{2}}{frac {m+n}{2}}}} (α)


De otro lado G=mn{displaystyle G={sqrt {mn}}} y A=m+n2{displaystyle A={frac {m+n}{2}}} en (α) se tiene


H=G2A{displaystyle H={frac {G^{2}}{A}}} , de donde se obtiene A⋅H=G2{displaystyle Acdot H=G^{2}}, con lo que se prueba la relación



Véase también



  • Progresión aritmética

  • Progresión geométrica



Referencias




  1. Hall-Knight: álgebra superior, Uteha, México 1982


  2. Leithold: Cálculo con geometría analítica








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