Am reformulat usor...
[Citat] Va rog sa ma ajutati cu calculul acestor sume pentru ca din toate incercarile mele nu a rezultat nimic!
unde $(a_n)$ este in progresie aritmetica si $(c_n)$ este in progresie geometrica. |
Trec direct la (2).
Fara a restrange prea mult generalitatea, ne putem reduce repede la cazul in care avem:
an = n si plecam cu n=0
si
cn = q^n si plecam cu n=0.
Iata cum facem acest lucru in exemplul din primul caz.
In primul rand spargem suma data in doua:
In spargerea de mai sus, prima suma nu face probleme, deoarece stim sa calculam
1 + q + ... + q^(n-1) = (1-q^n)/(1-q) .
Trebuie sa ne legam doar de cea de-a doua scriere deci.
Exista o formula pentru suma
0 + q + 2q^2 + ... + nq^n
pe care, pentru a o avea mereu la indemana este bine sa gandim cam asa.
Il dam pe q factor comun, ramane sa intelegem formula pentru
1 + 2q + 3q^2 + ... + nq^(n-1) .
Acum este bine sa stim ca cele de mai sus reprezinta derivata formala (dupa q) a sumei (a polinomului de variabila q)
(1 + ) q + q^2 + q^3 + ... + q^n
si pentru cele de mai sus avem o formula, mai trebuie sa stim sa derivam si in formula explicita...
Si acum la problema:
Daca stim formulele (explicite, "inchise", compacte") pentru sume nu mai avem nici un fel de probleme. Acestea le cer calculatorului, de exemplu, pentru ca mi-e greu sa tiparesc cu mana...
sage: var( 'n,k' );
sage: sum( (2*k-1) / 2^k , k, 1, n )
(3*2^n - 2*n - 3)/2^n
sage:
sage: var( 'a,r,q' );
sage: sum( (a+k*r) * q^k , k, 1, n )
-(a*q^2 - ((n*q^2 - (n + 1)*q)*q^n + q)*r - (a*q^2 - a*q)*q^n - a*q)/(q^2 - 2*q + 1)
sage:
sage: latex( sum( (2*k-1) / 2^k , k, 1, n ) )
\frac{{\left(3 \, 2^{n} - 2 \, n - 3\right)}}{2^{n}}
sage: latex( sum( (a+k*r) * q^k , k, 1, n ) )
-\frac{{\left(a q^{2} - {\left({\left(n q^{2} - {\left(n + 1\right)} q\right)} q^{n} + q\right)} r - {\left(a q^{2} - a q\right)} q^{n} - a q\right)}}{{\left(q^{2} - 2 \, q + 1\right)}}
Dam de
Intelegerea deducerii formulei este parte de matematica, de fapt, doar principiul, idea de cautare conteaza, demonstrarea penibila (prin inductie) este doar un exercitiu nedidactic de inductie matematica.