和の記号 Σ\Sigma,数列の和の公式

【定義】

∑k=1nak=a1+a2+……+an\displaystyle\sum_{k=1}^{n}a_k=a_1+a_2+……+a_n

【定理】

和の公式

  • 定数の和:$\displaystyle\sum_{k=1}^{n}c=c+c+…+c=nc$ ( $c$ は定数)
  • 自然数の和:$\displaystyle\sum_{k=1}^{n}k=1+2+…+n=\frac{1}{2}n(n+1)$
  • 平方数の和:$\displaystyle\sum_{k=1}^{n}k^2=1^2+2^2+…+n^2=\frac{1}{6}n(n+1)(2n+1)$
  • 立法数の和:$\displaystyle\sum_{k=1}^{n}k^3=1^3+2^3+…+n^3=\left\{\frac{1}{2}n(n+1)\right\}^2$
  • 累乗の和:$\displaystyle\sum_{k=1}^{n}r^{k-1}=r^1+r^2+……+r^{n-1}=\frac{1-r^n}{1-r}=\frac{r^n-1}{r-1}$ ( $r\neq1$ )

Σ\boldsymbol{\Sigma} の性質

pp,qq は kk に無関係な定数とする

  • $\displaystyle\sum_{k=1}^{n}(a_k+b_k)=\displaystyle\sum_{k=1}^{n}a_k+\sum_{k=1}^{n}b_k$
  • $\displaystyle\sum_{k=1}^{n}pa_k=p\sum_{k=1}^{n}a_k$
  • $\displaystyle\sum_{k=1}^{n}(pa_k+qb_k)=p\sum_{k=1}^{n}a_k+q\sum_{k=1}^{n}b_k$

階差数列と一般項

一般に,数列 {an}\{a_n\} の隣り合う2項の差 an+1−an=bna_{n+1}-a_n=b_n ( nn は自然数)を項とする数列 {bn}\{b_n\} を,数列 {an}\{a_n\} の階差数列という。

階差数列 {bn}\{b_n\} を用いた数列 {an}\{a_n\} の一般項は

$n\geqq2$ のとき $a_n=a_1+\displaystyle\sum_{k=1}^{n-1}b_k

和 SnS_n と一般項 ana_n の関係

数列 {an}\{a_n\} の初項から第 nn 項までの和を SnS_n とすると

  • $a_1=S_1$
  • $n\geqq2$ のとき $a_n=S_n-S_{n-1}$