Список рядів та сум

Матеріал з testwiki
Версія від 12:29, 15 червня 2024, створена imported>Olexa Riznyk (додано Категорія:Ряди за допомогою HotCat)
(різн.) ← Попередня версія | Поточна версія (різн.) | Новіша версія → (різн.)
Перейти до навігації Перейти до пошуку

Цей список містить формули для рядів та сум.

Суми степенів

Значення при n=1,2,,12:

  • k=1nk=n(n+1)2=(n+1)3n316
  • k=pqk=p+(p+1)+(p+2)+(p+3)++(q1)+q=(p+q)(qp+1)2
  • k=1n2k=2+4+6+8+10+12+14+16++(2n2)+2n=n(n+1)
  • k=1nk2=n(n+1)(2n+1)6=n33+n22+n6
  • k=1nk3=(n(n+1)2)2=n44+n32+n24=(k=1nk)2 — Шаблон:Не перекладено
  • k=1nk4=n(n+1)(2n+1)(3n2+3n1)30
  • k=1nk5=n2(n+1)2(2n2+2n1)12
  • k=1nk6=n(n+1)(2n+1)(3n4+6n33n+1)42
  • k=1nk7=n2(n+1)2(3n4+6n3n24n+2)24
  • k=1nk8=n(n+1)(2n+1)(5n6+15n5+5n415n3n2+9n3)24
  • k=1nk9=n2(n+1)2(n2+n1)(2n4+4n3n23n+3)20
  • k=1nk10=n(n+1)(2n+1)(n2+n1)(3n6+9n5+2n411n3+3n2+10n5)66
  • k=1nk11=n2(n+1)2(2n8+8n7+4n616n55n4+26n33n220n+10)24
  • k=1nk12=n(n+1)(2n+1)(105n10+525n9+525n81050n71190n6+2310n5+1420n43285n3287n2+2073n691)2730

Суми степенів непарних чисел:

  • k=1n(2k1)=1+3+5+7+9++(2n3)+(2n1)=n2
  • k=1n(2k1)2=12+32+52+72+92++(2n3)2+(2n1)2=n(4n21)3
  • k=1n(2k1)3=13+33+53+73+93++(2n3)3+(2n1)3=n2(2n21)

Шаблон:Не перекладено:

  • ζ(2n)=k=11k2n=(1)n+1B2n(2π)2n2(2n)!

Значення при n=1,2,3:


  • k=1(1)k+1k2s=(1122s1)k=11k2s
  • k=01(2k+1)2=π28
  • k=01(2k+1)4=π496
  • k=01(2k+1)6=π6960

Степеневі ряди

Полілогарифми

Скінченні суми:

  • k=mnzk=zmzn+11z — геометрична прогресія
  • k=0nzk=1zn+11z
  • k=1nzk=1zn+11z1=zzn+11z
  • k=1nkzk=z1(n+1)zn+nzn+1(1z)2
  • k=1nk2zk=z1+z(n+1)2zn+(2n2+2n1)zn+1n2zn+2(1z)3
  • k=1nkmzk=(zddz)m1zn+11z

Нескінченні суми, виконується при |z|<1:

  • Lin(z)=k=1zkkn

Корисна властивість для рекурсивного обчислення полілогарифмів:

  • ddzLin(z)=Lin1(z)z

Полілогарифми малих по модулю цілих порядків:

  • Li1(z)=k=1zkk=ln(1z)
  • Li0(z)=k=1zk=z1z
  • Li1(z)=k=1kzk=z(1z)2
  • Li2(z)=k=1k2zk=z(1+z)(1z)3
  • Li3(z)=k=1k3zk=z(1+4z+z2)(1z)4
  • Li4(z)=k=1k4zk=z(1+z)(1+10z+z2)(1z)5

Експоненціальні функції

  • k=0zkk!=ez
  • k=0kzkk!=zez
  • k=0k2zkk!=(z+z2)ez
  • k=0k3zkk!=(z+3z2+z3)ez
  • k=0k4zkk!=(z+7z2+6z3+z4)ez
  • k=0knzkk!=zddzk=0kn1zkk!=ezTn(z)

де Tn(z) — Шаблон:Не перекладено.

Тригонометричні, обернені тригонометричні, гіперболічні та обернені гіперболічні функції

  • k=0(1)kz2k+1(2k+1)!=sinz
  • k=0z2k+1(2k+1)!=shz
  • k=0(1)kz2k(2k)!=cosz
  • k=0z2k(2k)!=chz
  • k=1(1)k1(22k1)22kB2kz2k1(2k)!=tgz,|z|<π2
  • k=1(22k1)22kB2kz2k1(2k)!=thz,|z|<π2
  • k=0(1)k22kB2kz2k1(2k)!=ctgz,|z|<π
  • k=022kB2kz2k1(2k)!=cthz,|z|<π
  • k=0(1)k1(22k2)B2kz2k1(2k)!=cscz,|z|<π
  • k=0(22k2)B2kz2k1(2k)!=cschz,|z|<π
  • k=0(1)kE2kz2k(2k)!=sechz,|z|<π2
  • k=0E2kz2k(2k)!=secz,|z|<π2
  • k=1(1)k1z2k(2k)!=verz — синус-верзус
  • k=1(1)k1z2k2(2k)!=havz[1] — гаверсинус
  • k=0(2k)!z2k+122k(k!)2(2k+1)=arcsinz,|z|1
  • k=0(1)k(2k)!z2k+122k(k!)2(2k+1)=arshz,|z|1
  • k=0(1)kz2k+12k+1=arctgz,|z|<1
  • k=0z2k+12k+1=arthz,|z|<1
  • k=1(1)k1(2k)!z2k22k+1k(k!)2=ln(1+1+z22),|z|1

Інші ряди з факторіалами у знаменниках

  • k=0(4k)!24k2(2k)!(2k+1)!zk=11zz,|z|<1[2]
  • k=022k(k!)2(k+1)(2k+1)!z2k+2=(arcsinz)2,|z|1[2]
  • n=0k=0n1(4k2+α2)(2n)!z2n+n=0αk=0n1[(2k+1)2+α2](2n+1)!z2n+1=eαarcsinz,|z|1

Біноміальні коефіцієнти

Гармонічні числа

Шаблон:Main

  • k=1Hkzk=ln(1z)1z,|z|<1
  • k=1Hkk+1zk+1=12[ln(1z)]2,|z|<1
  • k=1(1)k1H2k2k+1z2k+1=12arctgzlog(1+z2),|z|<1[2]
  • n=0k=02n(1)k2k+1z4n+24n+2=14arctgzlog1+z1z,|z|<1[2]

Суми біноміальних коефіцієнтів

Тригонометричні функції

Ряди Фур'є

Шаблон:Main

  • k=1cos(kθ)k=12ln(22cosθ)=ln(2sinθ2),0<θ<2π
  • k=1sin(kθ)k=πθ2,0<θ<2π
  • k=1(1)k1kcos(kθ)=12ln(2+2cosθ)=ln(2cosθ2),0θ<π
  • k=1(1)k1ksin(kθ)=θ2,π2θπ2
  • k=1cos(2kθ)2k=12ln(2sinθ),0<θ<π
  • k=1sin(2kθ)2k=π2θ4,0<θ<π
  • k=0cos[(2k+1)θ]2k+1=12ln(ctgθ2),0<θ<π
  • k=0sin[(2k+1)θ]2k+1=π4,0<θ<π,[3]
  • k=1sin(2πkx)k=π(12{x}), x
  • k=1sin(2πkx)k2n1=(1)n(2π)2n12(2n1)!B2n1({x}), x, n
  • k=1cos(2πkx)k2n=(1)n1(2π)2n2(2n)!B2n({x}), x, n
  • Bn(x)=n!2n1πnk=11kncos(2πkxπn2),0<x<1[4]

Скінченні суми

  • k=0nsin(θ+kα)=sin(n+1)α2sin(θ+nα2)sinα2
  • k=0ncos(θ+kα)=sin(n+1)α2cos(θ+nα2)sinα2
  • k=1n1sinπkn=ctgπ2n
  • k=1n1sin2πkn=0
  • k=0n1csc2(θ+πkn)=n2csc2(nθ)[5]
  • k=1n1csc2πkn=n213
  • k=1n1csc4πkn=n4+10n21145

Ряди раціональних функцій

Ряд раціональних функцій від n можна звести до скінченної суми полігамма-функцій за допомогою розкладання на прості дроби.[6] Це також можна застосувати до обчислення скінченних сум раціональних функцій за сталий час, навіть якщо сума містить велику кількість членів.

  • n=a+1an2a2=12H2a
  • n=01n2+a2=1+aπcth(aπ)2a2
  • n=01n4+4a4=18a4+π(sh(2πa)+sin(2πa))8a3(ch(2πa)cos(2πa))

Ряди експоненціальних функцій

Числові ряди

Ці числові ряди можна знайти за допомогою рядів, наведених вище.

Чергування знаків в гармонійному ряді

  • k=1(1)k+1k=1112+1314+=ln2
  • k=1(1)k+12k1=1113+1517+19=π4

Суми обернених факторіалів

  • k=01k!=10!+11!+12!+13!+14!+=e
  • k=01(2k)!=10!+12!+14!+16!+18!+=12(e+1e)=ch1

Тригонометрія і π

  • k=0(1)k(2k+1)!=11!13!+15!17!+19!+=sin1
  • k=0(1)k(2k)!=10!12!+14!16!+18!+=cos1
  • k=11k2+1=12+15+110+117+=12(πcthπ1)
  • k=1(1)kk2+1=12+15110+117+=12(πcschπ1)
  • 3+42×3×444×5×6+46×7×848×9×10+=π

Обернені трикутні числа

  • k=11Tk=11+13+16+110+115+=2

де Tn=k=1nk — n-те трикутне число

Обернені тетраедричні числа

  • k=11Tek=11+14+110+120+135+=32

де Ten=k=1nTk — n-те тетраедричне число

Логарифми

  • k=01(2k+1)(2k+2)=11×2+13×4+15×6+17×8+19×10+=ln2
  • k=112kk=12+18+124+164+1160+=ln2
  • k=1(1)k+12kk+k=1(1)k+13kk=(12+13)(18+118)+(124+181)(164+1324)+=ln2
  • k=113kk+k=114kk=(13+14)+(118+132)+(181+1192)+(1324+11024)+=ln2

Див. також

Джерела

Примітки

Шаблон:Reflist

  1. Шаблон:Cite web
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 Шаблон:Cite book
  3. Знайдіть розклад в ряд Фур’є функції f(x)=π4 на інтервалі 0<x<π:
    • π4=n=0cnsinnx+dncosnx
    {cn={1n,n- непарне0,n- парнеdn=0,n
  4. Шаблон:Cite web
  5. Шаблон:Cite web
  6. Шаблон:Cite book