Xulosa - Summation

Yilda matematika, yig'ish bo'ladi qo'shimcha a ketma-ketlik har qanday turdagi raqamlar, deb nomlangan qo'shimchalar yoki chaqiriqlar; natija ularning sum yoki jami. Raqamlardan tashqari, boshqa turdagi qiymatlarni ham umumlashtirish mumkin: funktsiyalari, vektorlar, matritsalar, polinomlar va umuman olganda har qanday turdagi elementlar matematik ob'ektlar qaysi ustida operatsiya "+" belgisi bilan belgilanadi.

Yig'ilishlar cheksiz ketma-ketliklar deyiladi seriyali. Ular kontseptsiyasini o'z ichiga oladi chegara, va ushbu maqolada ko'rib chiqilmaydi.

Aniq ketma-ketlikning yig'indisi qo'shimchalarning ketma-ketligi sifatida belgilanadi. Masalan, ning yig'indisi [1, 2, 4, 2] bilan belgilanadi 1 + 2 + 4 + 2va natijalar 9 ga, ya'ni 1 + 2 + 4 + 2 = 9. Chunki qo'shimcha assotsiativ va kommutativ, Qavslar kerak emas va natija chaqirish tartibidan qat'iy nazar bir xil bo'ladi. Faqat bitta element ketma-ketligining yig'indisi ushbu elementning o'ziga olib keladi. Bo'sh ketma-ketlikni yig'ish (nol elementli ketma-ketlik), odat bo'yicha, 0 ga olib keladi.

Ko'pincha, ketma-ketlik elementlari, odatiy naqsh orqali, a sifatida aniqlanadi funktsiya ularning ketma-ketlikdagi o'rni. Oddiy naqshlar uchun uzun ketma-ketliklarning yig'indisi ellips bilan almashtirilgan ko'pgina summandalar bilan ifodalanishi mumkin. Masalan, dastlabki 100 ta tabiiy sonning yig'indisi quyidagicha yozilishi mumkin 1 + 2 + 3 + 4 + ⋅⋅⋅ + 99 + 100. Aks holda, summa yordamida belgilanadi Ation yozuv, qayerda kengaytirilgan kapitaldir Yunoncha xat sigma. Masalan, birinchisining yig'indisi n natural butun sonlarni quyidagicha belgilash mumkin

Uzoq yig'ilishlar va o'zgaruvchan uzunlikdagi yig'ilishlar uchun (ellipslar yoki Σ yozuvlari bilan belgilanadi) topish uchun umumiy muammo yopiq shakldagi iboralar natija uchun. Masalan,[a]

Garchi bunday formulalar har doim ham mavjud bo'lmasa-da, ko'p sonli yig'ilish formulalari topilgan - ularning eng keng tarqalgan va boshlang'ich formulalari ushbu maqolaning qolgan qismida keltirilgan.

Notation

Kapital-sigma belgisi

Xulosa belgisi

Matematik yozuvlar shunga o'xshash ko'plab atamalarning yig'indisini ixcham ifodalovchi belgidan foydalanadi: the yig'ish belgisi, , tik turgan katta yunoncha harfning kattalashtirilgan shakli Sigma. Bu quyidagicha ta'riflanadi

qayerda men bo'ladi summaning ko'rsatkichi; amen yig'indining har bir davrini ifodalovchi indekslangan o'zgaruvchi; m bo'ladi summaning pastki chegarasiva n bo'ladi summaning yuqori chegarasi. "i = m"yig'ish belgisi ostida indeks degan ma'noni anglatadi men ga teng boshlanadi m. Indeks, men, har bir keyingi davr uchun bittadan ko'paytiriladi, qachon to'xtaydi men = n.[b]

Bu "yig'indisi amen, dan men = m ga n".

Kvadratlarning yig'indisini ko'rsatadigan misol:

Umuman olganda, har qanday o'zgaruvchini yig'ish indekslari sifatida ishlatish mumkin bo'lsa (noaniqlik yuzaga kelmasa), eng keng tarqalganlari qatoriga harflar kiradi. , va .[1]

Shu bilan bir qatorda, indeks va yig'ilish chegaralari, ba'zida kontekst etarli darajada aniq bo'lsa, yig'indining ta'rifidan chiqarib tashlanadi. Bu, ayniqsa, indeks 1 dan n gacha bo'lganida qo'llaniladi.[2] Masalan, shunday deb yozish mumkin:

Ixtiyoriy mantiqiy shart berilgan va yig'indisi shartni qondiradigan barcha qiymatlar bo'yicha olinishi kerak bo'lgan ushbu yozuvning umumlashmalarini tez-tez ko'rish mumkin. Masalan:

yig'indisi barchasi (butun sonlar) belgilangan diapazonda,

yig'indisi barcha elementlar ustidan to'plamda va

yig'indisi barcha musbat sonlar ustida bo'linish .[c]

Ko'p sigma belgilaridan foydalanishni umumlashtirish usullari ham mavjud. Masalan,

bilan bir xil

Xuddi shunday yozuv ham belgilashga kelganda qo'llaniladi mahsulot uning yig'indisiga o'xshash, ammo qo'shish o'rniga ko'paytirish operatsiyasidan foydalanadigan ketma-ketlikning (va bo'sh qator uchun 0 o'rniga 1 beradi). Xuddi shu asosiy tuzilish ishlatiladi , yunoncha bosh harfning kattalashtirilgan shakli pi, o'rniga .

Maxsus holatlar

Ikkita raqamni kamroq yig'ish mumkin:

  • Agar summaning bitta chaqiruvi bo'lsa , keyin baholangan summa .
  • Agar yig'indida chaqiruv belgisi bo'lmasa, unda baholangan yig'indisi bo'ladi nol, chunki nol shaxsiyat qo'shimcha qilish uchun. Bu sifatida tanilgan bo'sh sum.

Ushbu degenerativ holatlar odatda faqat summa belgisi maxsus holatda degenerativ natija berganida qo'llaniladi. yuqoridagi ta'rifda, keyin yig'indida faqat bitta atama mavjud; agar , keyin yo'q.

Rasmiy ta'rif

Xulosa quyidagicha ta'riflanishi mumkin

, uchun b < a.
, uchun ba.

O'lchov nazariyasi yozuvlari

Ning yozuvida o'lchov va integratsiya nazariya, yig'indini a sifatida ifodalash mumkin aniq integral,

qayerda ning pastki qismi butun sonlar dan ga va qaerda bo'ladi hisoblash o'lchovi.

Sonli farqlarning hisobi

Funktsiya berilgan f bu butun sonlar bo'yicha aniqlanadi oraliq [m, n], quyidagi tenglama bajariladi:

Bu analogning analogidir hisoblashning asosiy teoremasi yilda chekli farqlarning hisobi, unda quyidagilar ko'rsatilgan:

qayerda

bo'ladi lotin ning f.

Yuqoridagi tenglamani qo'llash misoli quyidagilar:

Foydalanish binomiya teoremasi, bu quyidagicha yozilishi mumkin:

Yuqoridagi formuladan ko'pincha inverting uchun foydalaniladi farq operatori , tomonidan belgilanadi:

qayerda f manfiy bo'lmagan butun sonlarda aniqlangan funktsiya, shuning uchun bunday funktsiya berilgan f, muammo hisoblashda antidifektivlik ning f, funktsiya shu kabi . Anavi,Bu funktsiya doimiyning qo'shilishigacha aniqlanadi va quyidagicha tanlanishi mumkin[3]

Har doim ham mavjud emas yopiq shakldagi ifoda bunday summa uchun, lekin Faolxabarning formulasi qaerda bo'lsa yopiq shaklni taqdim etadi va, tomonidan chiziqlilik, har bir kishi uchun polinom funktsiyasi ning n.

Aniq integrallar bo'yicha yaqinlashish

Bunday yaqinlashuvlarning ko'pini yig'indilar va ning orasidagi quyidagi bog'lanish orqali olish mumkin integrallar, bu har qanday uchun mos keladi ortib bormoqda funktsiya f:

va har qanday kishi uchun kamayish funktsiya f:

Ko'proq umumiy taxminlar uchun quyidagiga qarang Eyler - Maklaurin formulasi.

Summa berilgan (yoki interpolatsiya qilinishi mumkin) bo'lgan anjomlar uchun integral indeksning funktsiyasi, summani a sifatida talqin qilish mumkin Riman summasi mos keladigan aniq integralni aniqlashda uchraydi. Masalan, buni kutish mumkin

chunki o'ng tomon ta'rifi bo'yicha chegara hisoblanadi chap tomonning Biroq, ma'lum bir summa uchun n belgilangan va yuqoridagi taxminiy xato haqida qo'shimcha taxminlarsiz ozgina gapirish mumkin f: vahshiy tebranuvchi funktsiyalar uchun Riman summasi Riman integralidan o'zboshimchalik bilan uzoq bo'lishi mumkinligi aniq.

Shaxsiyat

Quyidagi formulalar cheklangan summalarni o'z ichiga oladi; o'z ichiga olgan cheksiz yig'ilishlar yoki ifodalarning cheklangan yig'ilishlari uchun trigonometrik funktsiyalar yoki boshqa transandantal funktsiyalar, qarang matematik qatorlar ro'yxati.

Umumiy identifikatorlar

(tarqatish )[4]
(kommutativlik va assotsiativlik )[4]
(indeks siljishi)
a bijection σ cheklangan to'plamdan A to'plamga B (indeks o'zgarishi); bu avvalgi formulani umumlashtiradi.
(foydalanib, sumni ajratish assotsiativlik )
(oldingi formulaning bir varianti)
(birinchi davrdan oxirigacha bo'lgan summa, oxirgisidan birinchisiga teng)
(yuqoridagi formulaning ma'lum bir holati)
(komutativlik va assotsiativlik, yana)
(komutativlik va assotsiativlikning boshqa qo'llanilishi)
(summani toq va juft qismlarga ajratish, juft indekslar uchun)
(toq indekslar uchun summani toq va juft qismlarga bo'lish)
(tarqatish )
(distributivlik faktorizatsiya qilishga imkon beradi)
(the logaritma mahsulotning omili logarifmlari yig'indisi)
(the eksponent yig'indining yig'indisi eksponentining hosilasi)

Arifmetik progressiyalarning kuchlari va logarifmi

har bir kishi uchun v bu bog'liq emas men
(Eng sodda yig'indisi arifmetik progressiya, birinchi n dan iborat natural sonlar.)[3]:52
(Birinchi toq natural sonlar yig'indisi)
(Birinchi juft sonlar yig'indisi)
(Yig'indisi logarifmlar mahsulotning logarifmi)
(Birinchisi kvadratchalar, qarang kvadrat piramidal raqam.) [3]:52
(Nicomachus teoremasi ) [3]:52

Umuman olganda, biri bor Faolxabarning formulasi

qayerda a ni bildiradi Bernulli raqami va a binomial koeffitsient.

Ko'rsatkichlar bo'yicha yig'indisi

Keyingi yig'ilishlarda a dan farq qilishi taxmin qilinmoqda.

(a yig'indisi geometrik progressiya )
(uchun maxsus ish a = 1/2)
(a nisbatan lotin marta a geometrik progressiyaning)
(an. yig'indisi arifmetik-geometrik ketma-ketlik )

Binomial koeffitsientlar va faktoriallar

Binomial koeffitsientlarni o'z ichiga olgan juda ko'p sonli identifikatorlar mavjud (butun bob.) Beton matematika faqat asosiy texnikaga bag'ishlangan). Eng asosiylaridan ba'zilari quyidagilar.

Binomial teoremani jalb qilish

The binomiya teoremasi
qaerda bo'lgan maxsus holat a = b = 1
, qaerda maxsus holat p = a = 1 – b, qaysi uchun ning yig‘indisini ifodalaydi binomial taqsimot
qiymati a = b = 1 ning lotin munosabat bilan a binomiya teoremasining
qiymati a = b = 1 ning antivivativ munosabat bilan a binomiya teoremasining

O'rniga raqamlarni kiritish

Keyingi yig'ilishlarda soni k- ning o'zgarishi n.

, qaerda va belgisini bildiradi qavat funktsiyasi.

Boshqalar

Harmonik raqamlar

(bu nth harmonik raqam )
(bu a umumlashtirilgan harmonik raqam )

O'sish sur'atlari

Quyidagilar foydali taxminlar (foydalanib teta yozuvi ):

haqiqatdan v -1 dan katta
(Qarang Harmonik raqam )
haqiqatdan v 1 dan katta
uchun salbiy bo'lmagan haqiqiy v
salbiy bo'lmagan real uchun v, d
salbiy bo'lmagan real uchun b > 1, v, d

Shuningdek qarang

Izohlar

  1. ^ Tafsilotlar uchun qarang Uchburchak raqam.
  2. ^ Summa belgisi va yig'indilar bilan arifmetikaning batafsil ekspozitsiyasi uchun qarang Grem, Ronald L.; Knut, Donald E.; Patashnik, Oren (1994). "2-bob: yig'indilar". Beton matematika: kompyuter fanlari uchun asos (PDF) (2-nashr). Addison-Uesli Professional. ISBN  978-0201558029.[doimiy o'lik havola ]
  3. ^ Garchi nomi qo'g'irchoq o'zgaruvchan muhim emas (ta'rifi bo'yicha), odatda alfavit o'rtasidan harflardan foydalaniladi ( orqali ) chalkashish xavfi mavjud bo'lsa, butun sonlarni belgilash uchun. Masalan, talqin qilishda hech qanday shubha tug'ilmasa ham, ko'pgina matematiklarga ko'rish biroz chalkash ko'rinishi mumkin o'rniga o'z ichiga olgan yuqoridagi formulalarda . Shuningdek qarang matematik formulalardagi tipografik konvensiyalar.

Manbalar

  1. ^ "Matematik ramzlar to'plami". Matematik kassa. 2020-03-01. Olingan 2020-08-16.
  2. ^ "Summa notation". www.columbia.edu. Olingan 2020-08-16.
  3. ^ a b v d Diskret va kombinatorial matematika bo'yicha qo'llanma, Kennet H. Rozen, Jon G. Mayklz, CRC Press, 1999 yil, ISBN  0-8493-0149-1.
  4. ^ a b "Hisob-kitob I - yig'indining yozuvi". darslik.math.lamar.edu. Olingan 2020-08-16.

Tashqi havolalar