主題
Search

求和


求和是加法運算的結果。例如,將 1、2、3 和 4 相加得到和 10,寫作

 1+2+3+4=10.
(1)

被加的數字稱為加數,有時也稱為被加項。求和運算也可以用大寫西格瑪符號表示,上下限分別寫在上方和下方,索引寫在下方。例如,上面的和可以寫成

 sum_(k=1)^4k=10.
(2)

數字列表的求和實現為Total[list].

一個和

 sum_(i=1)^na_i
(3)

其中每一項 a_i 由某個固定規則給出(即,{a_i}_(i=1)^n 是一個明確定義的序列)被稱為(有限)級數,如果項數 n 是無限的,則該和被稱為無限級數(或通常簡稱為“級數”)。形式為

 sum_(k=1)^nr^k
(4)

的和被稱為幾何級數

級數收斂的條件可以使用 Wolfram 語言中的以下命令確定SumConvergence[a, n].

一般的有限冪和

 sum_(k=1)^nk^p
(5)

可以用以下表達式給出

 sum_(k=1)^nk^p=((B+n+1)^([p+1])-B^([p+1]))/(p+1),
(6)

這等價於 Faulhaber 公式,其中符號 B^([k]) 表示所討論的量被提高到適當的 k,並且所有形式為 B^m 的項都被替換為相應的伯努利數 B_m

J. Ziegenbein(私人通訊,2002 年 6 月 19 日)提出的一個有趣的恆等式來自以下恆等式

 n^2-1/2(n-1)n=1/2n(n+1),
(7)

可以寫成

 n^2-sum_(k=1)^(n-1)k=sum_(k=1)^nk.
(8)

因此,例如 sum_(k=1)^(10)k=55,可以寫成等價的形式

sum_(k=1)^(10)k=10^2-(sum_(k=1)^(9)k)
(9)
=10^2-(9^2-(sum_(k=1)^(8)k))
(10)
=10^2-(9^2-(8^2-(sum_(k=1)^(7)k)))
(11)
=10^2-(9^2-(8^2-(7^2-(sum_(k=1)^(6)k))))
(12)

等等。

尼科馬科斯定理給出了冪和 sum_(k=1)^(n)k^3 的一個奇特的表示式。

特殊求和包括

 sum_(j=1)^n(x_j^r)/(product_(k=1; k!=j)^(n)(x_j-x_k))={0   for 0<=r<n-1; 1   for r=n-1; sum_(j=1)^(n)x_j   for r=n
(13)

 sum_(k=1)^n(product_(r=1; r!=k)^(n)(x+k-r))/(product_(r=1; r!=k)^(n)(k-r))=1
(14)

為了最小化一組數字的平方和 {x_i} 圍繞給定數字 x_0

S=sum_(i)(x_i-x_0)^2
(15)
=sum_(i)x_i^2-2x_0sumx_i+Nx_0^2,
(16)

導數

 d/(dx_0)S=-2sum_(i)x_i+2Nx_0=0.
(17)

求解 x_0 得到

 x_0=x^_=1/Nsum_(i)x_i,
(18)

因此,當 Sx_0 設定為平均值時最小化。


另請參閱

等差數列, 伯努利數, 二項式和, Clark's Triangle, 收斂性改進, 累積和, 戴德金和, 二重級數, 愛因斯坦求和, 尤拉求和, 階乘和, Faulhaber 公式, Gabriel's Staircase, 高斯和, 幾何級數, Gosper's Algorithm, Hurwitz Zeta 函式, 無窮乘積, Kloosterman's Sum, Lerch Transcendent, 尼科馬科斯定理, 奇數定理, 部分和, 帕斯卡三角形, 冪和, 乘積, 拉馬努金和, 黎曼 Zeta 函式, 級數, 惠特尼和

使用 探索

參考文獻

Courant, R. 和 Robbins, H. “前 n 個平方和。” §1.4 in 什麼是數學?:思想和方法的初等方法,第 2 版。 英國牛津:牛津大學出版社,第 14-15 頁,1996 年。Derbyshire, J. 素數迷戀:伯恩哈德·黎曼與數學中最偉大的未解問題。 紐約:企鵝出版社,第 78-79 頁,2004 年。Petkovšek, M.; Wilf, H. S.; 和 Zeilberger, D. A=B. 韋爾斯利,馬薩諸塞州:A K Peters,1996 年。 http://www.cis.upenn.edu/~wilf/AeqB.html.

在 中引用

求和

請這樣引用

韋斯坦因,埃裡克·W. “求和。” 來自 ——Wolfram 網路資源。 https://mathworld.tw/Sum.html

學科分類