marți, 7 august 2012

Serie Matematică

Serie (matematică)

În matematică, o serie este un șir infinit între elementele căruia s-a scris semnul operației de adunare:

Elementele seriei pot fi numere reale, numere complexe, vectori, funcții având ca valori numere reale, complexe sau vectori, etc. Este necesar ca pentru mulțimea din care se iau elementele seriei să fie definite operația de adunare și noțiunea de convergență.

  1.    Robot pe Marte

  2.   Ce să mai citim?

  3. Tatăl fondator al Uniunii Europene.            

  4. Colonizarea de pe Marte !

  5.   Ne pregătim pentru Marte

  6. Colonizarea Marte poate determina umanitatea să-și modifice ADN-ul ?

  7. Cine mai urăște să poarte mască?


Fără alte condiții, o astfel de serie se mai numește serie formală, deoarece (încă) nu se execută adunarea termenilor. Pentru a defini suma (valoarea) seriei, se definesc mai întâisumele parțiale ca fiind sumele unor numere finite de elemente de la începutul șirului:

Se spune că seria este convergentă dacă șirul sumelor parțiale este convergent. Pentru o serie convergentă, se definește suma seriei ca fiind limita șirului sumelor parțiale:

Exemple
Probabil cea mai simplă serie infinită convergentă este:

Se poate "vizualiza" convergența ei pe axa numerelor reale: ne putem imagina o linie de lungime 2, pe care se marchează succesiv segmente cu lungimile 1, ½, ¼, etc. Întotdeauna se va putea marca următorul segment, deoarece dimensiunea liniei rămasă nemarcată va fi întotdeauna aceeași cu cea a ultimului segment marcat: când a fost marcat segmentul ½, a mai rămas o bucată nemarcată de lungime ½, deci putem să marcăm următorul segment de ¼. Acest argument nu demonstrează că suma este egală cu 2 (deși este), ci demonstrează că este cel mult 2 — in alte cuvinte, seria are o limită superioară.

Această serie este o serie geometrică iar matematicienii de obicei o scriu astfel:

unde termenii an sunt numere reale (sau complexe). Spunem că seria converge la S, sau că suma ei este S, dacă limita

există și este egală cu S. Dacă nu există un astfel de număr atunci se spune că seria este divergentă.
Câteva tipuri de serii infinite
O serie geometrică este o serie în care fiecare termen succesiv este obținut prin înmulțirea termenului anterior printr-o constantă (numită rație). De exemplu:În general, seria geometricăconverge dacă și numai dacă |z| < 1.
Seria armonică este seria:
Seriaconverge dacă r > 1 și este divergentă dacă r ≤ 1, acest lucru poate fi arătăt cu ajutorul criteriului integral.
O serie alternată este o serie în care termenii alternează semnele. Exemplu:
O serie telescopicăconverge dacă șirul bn converge la o limită L când n tinde la infinit. Suma seriei este atunci b1 − L.

Absolut convergențaArticol principal: Absolut convergența.
Se spune că o serie de numere reale sau complexe sau de vectori într-un spațiu Banach

converge absolut sau că este absolut convergentă dacă seria valorilor absolute ale termenilor, sau respectiv seria normelor lor,

este convergentă.

O serie absolut convergentă este întotdeauna convergentă. Mai mult, prin permutarea termenilor unei serii absolut convergente, rezultă întotdeauna o serie convergentă a cărei sumă este egală cu suma seriei originale.

O serie convergentă care nu este absolut convergentă se numește semiconvergentă. Pentru o serie semiconvergentă de numere reale, se poate, prin permutarea adecvată a termenilor, să se obțină o serie ce converge la orice valoare se dorește; de asemenea, prin permutarea termenilor unei serii semiconvergente se poate obține o serie divergentă.                De la Wikipedia, enciclopedia liberă

Simboluri folosite in matematica


Simboluri matematice de bază

Simbol
Seminificație
ExplicațieExemple
Se citește
Categorie
=
egalitatex = y înseamnă x și y reprezintă același lucru sau au aceeași valoare.1 + 1 = 2
este egal cu
oriunde


<>
neegalitatex ≠ y înseamnă că x și y nu reprezintă același lucru sau nu au aceeași valoare.1 ≠ 2
nu este egal cu
diferit de
oriunde
<

>



strictă inegalitatex < y înseamnă că x este mai mic decât y.

x > y înseamnă că x este mai mare decât y.

x ≪y înseamnă că x mult mai mic decât y.

x ≫ y înseamnă că x mult mai mare decât y.
3 < 4
5 > 4
0,003 ≪1000000
este mai mic decât,
este mai mare decât,
este mult mai mic decât,
este mult mai mare decât
teoria ordonării


inegalitatex ≤ y înseamnă că x este mai mic sau egal cu y.

x ≥ y înseamnă că x este mai mare sau egal cu y.
3 ≤ 4 și 5 ≤ 5
5 ≥ 4 and 5 ≥ 5
este mai mic sau egal cu,
este mai mare sau egal cu
teoria ordonării
proporționalitatey ∝ x înseamnă că y = kx pentru o constantă k.dacă y = 2x, atunci y ∝ x
este proporțional cu
oriunde
+
adunare4 + 6 înseamnă suma lui 4 și 62 + 7 = 9
plus
aritmetică
reuniune disjunctăA1 + A2 înseamnă reuniunea disjunctă a mulțimilor A1 și A2.A1={1,2,3,4} ∧ A2={2,4,5,7} ⇒
A1 + A2 = {(1,1), (2,1), (3,1), (4,1), (2,2), (4,2), (5,2), (7,2)}
reuniunea disjunctă între
teoria mulțimilor
diferență9 − 4 înseamnă diferența dintre 9 și 48 − 3 = 5
minus
aritmetică
opusul−3 înseamnă opusul lui 3.−(−5) = 5
negativ ; minus
aritmetică
complementul unei mulțimiA − B înseamnă mulțimea care conține toate elementele din A care nu sunt în B.{1,2,4} − {1,3,4}  =  {2}
minus; fără
teoria mulțimilor
×
produs3 × 4 înseamnă produsul lui 3 și 4.7 × 8 = 56
ori,
înmulțit cu
aritmetică
produs cartezianX×Y înseamnă mulțimea tuturor perechilor ordonate cu primul element din X și al doilea element din Y.{1,2} × {3,4} = {(1,3),(1,4),(2,3),(2,4)}
produsul cartezian între; produsul direct
teoria mulțimilor
produs vectorialu × v înseamnă produsul vectorial al vectorilor u și v(1,2,5) × (3,4,−1) =
(−22, 16, − 2)
produs vectorial cu
algebră vectorială
÷

/
împărțire6 ÷ 3 sau 6/3 înseamnă împărțirea lui 6 la 32 ÷ 4 = 0,5

12 / 4 = 3
împărțit la
aritmetică
rădăcină pătratăx înseamnă numărul pozitiv al cărui pătrat este x.√4 = 2
rădăcina pătrată a lui; radicalul de ordin doi din
numere reale
rădăcina pătrată complexădacă z = r exp(iφ) este reprezentat în coordonate polare, atunci √z = √rexp(iφ/2).√(-1) = i
rădăcina pătrată complexă a lui
numere complexe
| |
valoare absolută|x| înseamnă distanța pe axa reală (sau în planul complex) dintre x și zero.|3| = 3, |-5| = |5|
|i| = 1, |3+4i| = 5
valoarea absolută a lui; modul din
numere
!
factorialn! este produsul 1×2×...×n.4! = 1 × 2 × 3 × 4 = 24
factorial
combinatorică
~
distribuție de probabilitateX ~ D, înseamnă că variabila aleatoare X are distribuția de probabilitate D.X ~ N(0,1), distribuția normală standard
are distribuția
statistică




implicațieA ⇒ B înseamnă că dacă A este adevărată, atunci și B este adevărată; în caz că A este falsă, nu se poate spune nimic despre B.

→ poate însemna același lucru ca și ⇒ sau poate avea sensul pentru funcții descris mai jos.

⊃ poate însemna același lucru ca și ⇒ sau poate avea sensul de supramulțime descris mai jos.
x = 2  ⇒  x2 = 4 este adevărată, dar x2 = 4   ⇒  x = 2 este în general falsă (deoarece x poate fi −2, dacă domeniul studiat permite).
implică; dacă .. atunci
logică propozițională


echivalențăA ⇔ B înseamnă că A și B au aceleași valori de adevăr.x + 5 = y +2  ⇔  x + 3 = y
dacă și numai dacă (dnd); echivalent cu
logică propozițională
¬

˜
negație logicăPropoziția ¬A este adevărată dacă și numai dacă A este falsă.

O bară oblică ce taie un operator reprezintă același lucru ca și "¬" scris în față.
¬(¬A) ⇔ A
x ≠ y  ⇔  ¬(x = y)
non
logică propozițională
conjuncție logică sauinfimum într-o laticePropoziția A ∧ B este adevărată dacă A și B sunt ambele adevărate; altfel este falsă.n < 4  ∧  n >2  ⇔  n = 3 dacă n este număr natural.
și
logică propoziționalăteoria laticelor
disjuncție logică sausupremum într-o laticePropoziția A ∨ B este adevărată dacă A sau B (sau ambele) sunt adevărate; altfel este falsă.n ≥ 4  ∨  n ≤ 2  ⇔ n ≠ 3 dacă n este număr natural.
sau
logică propoziționalăteoria laticelor



sau exclusivAfirmația A ⊕ B este adevărată dacă fie A, fie B, dar nu ambele, este adevărată. A ⊻ B înseamnă același lucru.A) ⊕ A este mereu adevărată, A ⊕ A este mereu falsă.
xor
logică propozițională,algebră booleană
cuantificator universal∀ xP(x) înseamnă P(x) este adevărată pentru toți x din domeniu.∀ n ∈ Nn2 ≥ n.
oricare; pentru fiecare
logica predicatelor
cuantificator existențial∃ xP(x) înseamnă că există cel puțin un x astfel încât P(x) este adevărată.∃ n ∈ Nn este par.
există
logica predicatelor
∃!
cuantificator de unicitate∃! xP(x) înseamnă că există exact un x astfel încât P(x) este adevărată.∃! n ∈ Nn + 5 = 2n.
există un(o) unic(ă)
există și e unic(ă)
logica predicatelor
:=



:⇔
definițiex := y sau x ≡ y înseamnă că x este definit ca un alt nume pentru y (de observat că ≡ poate avea și alte sensuri, precum congruență).

P :⇔ Q înseamnă că P este definit astfel încât, din punct de vedere logic, este echivalent cu Q.
cosh x := (1/2)(exp x + exp (−x))

A XOR B :⇔ (A ∨ B) ∧ ¬(A ∧ B)
se definește ca
oriunde
{ , }
acolade de mulțime{a,b,c}înseamnă mulțimea formată din ab și c.N = {0,1,2,...}
mulțimea
teoria mulțimilor
{ : }

{ | }
notație de construcție a unei mulțimi{x : P(x)} sau {x | P(x)} înseamnă mulțimea acelor x pentru care P(x) este adevărată.{n ∈ N : n2 < 20} = {0,1,2,3,4}
mulțimea elementelor cu proprietatea că
teoria mulțimilor

\empty

{}
mulțimea vidă\empty înseamnă mulțimea cu nici un element. {} este o notație echivalentă.{n ∈ N : 1 < n2 < 4} = \empty
mulțimea vidă
teoria mulțimilor


\notin
apartenențăa ∈ S înseamnă că a este un element al mulțimii Sa \notin S înseamnă că anu este un element al mulțimii S.(1/2)−1 ∈ N

2−1 \notin N
aparține lui, este inclus în;
nu aparține lui, nu este inclus în
oriunde, teoria mulțimilor


submulțime(submulțime) A ⊆ B înseamnă că fiecare element din A este și element al lui B.

(submulțime proprie) A ⊂ B înseamnă că A ⊆ B dar A ≠ B.
A ∩ B ⊆ AQ ⊂ R
este inclusă în; este o submulțime pentru; este submulțime a lui
teoria mulțimilor


supersetA ⊇ B înseamnă că fiecare element din B este și element al lui A.

A ⊃ B înseamnă că A ⊇ B dar A ≠ B.
A ⊇ B este echivalent cu B ⊆ AA ⊃ B este echivalent cu B ⊂ A.
A ∪ B ⊇ BR ⊃ Q
include; este o supramulțime pentru; este supramulțime a lui
teoria mulțimilor
reuniuneReuniune exclusivă (vezi și diferență simetrică): A ∪ B înseamnă mulțimea care conține toate elementele lui A, și toate elementele lui B, dar nu și elementele lor comune.
"A sau B, dar nu amândouă".

Reuniune inclusivă: A ∪ B înseamnă mulțimea care conține toate elementele lui A, și toate elementele lui B.
"A sau B sau amândouă".
A ⊆ B  ⇔  A ∪ B = B

A ∪ B = {x | x ∈ A ∨ x ∈ B)}
reuniunea între
teoria mulțimilor
intersecție de mulțimiA ∩ B înseamnă mulțimea ce conține elementele comune din A și B{x ∈ R : x2 = 1} ∩ ℕ = {1}
intersecția dintre
teoria mulțimilor
\
set-theoretic complementA \ B înseamnă mulțimea ce conține elementele pe care A le are în plus față de B{1,2,3,4} \ {3,4,5,6} = {1,2}
diferența
teoria mulțimilor
( )
valoarea funcțieif(x) înseamnă 'f de x', sau valoarea lui f în elementul x.Dacă f(x) := x2, atunci f(3) = 32 = 9.
de
teoria mulțimilor
modificatori de precedențăSe efectuează întâi operațiile din paranteze.(8/4)/2 = 2/2 = 1, dar 8/(4/2) = 8/2 = 4.
paranteze
oriunde
f:XY
functie săgeatăfX → Y înseamnă că funcția f transportă elementele lui X în cele din Y.Let fZ → N be defined by f(x) := x2.
de ... la
teoria mulțimilor
o
funcția compunerefog e functia, fiind (fog)(x) = f(g(x)).if f(x) := 2x, și g(x) := x + 3, apoi (fog)(x) = 2(x + 3).
compus cu
teoria mulțimilor

N

numere naturaleN înseamnă {0,1,2,3,...}, dar a se vedea și numere naturale pentru o altă convenție.{|a| : a ∈ Z} = N
N
număr

Z

\mathbb{Z}
numere întregiZ înseamnă {...,−3,−2,−1,0,1,2,3,...}.{a : |a| ∈ N} = Z
Z
număr

Q

numere raționaleQ înseamnă {p/q : p,q ∈ Zq ≠ 0}.3.14 ∈ Q

π ∉ Q
Q
număr

R

numere realeR înseamnă setul de numere reale.π ∈ R

√(−1) ∉ R
R
număr

C

numere complexeC înseamnă {a + bi : a,b ∈ R}.i = √(−1) ∈ C
C
număr
infinitate∞ este un element al mulțimii reale extinse și este mai mare ca orice alt număr real, fiin deseori întalnit în limite matematice.limx→0 1/|x| = ∞
infinitate
număr
\pi
piπ este raportul dintre lungimea cercului și diametrul său. Valorea lui este 3.1415....A = πr² este aria unui cerc cu raza r
pi
geometrie euclidiană
|| ||
norma||x|| este norma unui element x din spațiul vectorial normat.||x+y|| ≤ ||x|| + ||y||
norma lui; lungimea lui
algebră liniară
Însumarek=1n ak înseamnă a1 + a2 + ... + an.k=14 k2 = 12 + 22 + 32 + 42 = 1 + 4 + 9 + 16 = 30
sumă peste ... de ... la ... din
oriunde
Înmulțirek=1n ak înseamnă a1a2···an.k=14 (k + 2) = (1  + 2)(2 + 2)(3 + 2)(4 + 2) = 3 × 4 × 5 × 6 = 360
produs peste ... de ... la ... din
oriunde
Produs carteziani=0nYi înseamnă setul tuturor (n+1)-uplurilor (y0,...,yn).n=13R = Rn
produsul cartezian dintre; produsul direct dintre
algebră
'
Derivatăf '(x) este derivata funcției f în punctul x,ex: tangenta la graficul lui f în x.Dacă f(x) := x2, atuncif '(x) = 2x
… prim; derivata lui …
analiză matematică
Integrala nedefinită sau antiderivată∫ f(x) dx înseamnă o funcție a cărui derivată e f.x2 dx = x3/3 + C
integrală nedefinită din …;
calculus
Integrala definităab f(x) dx înseamnă aria cu semn dintre axa x și grficul funcției lui f întrex = a și x = b.0b x2  dx = b3/3;
integrala de la ... până la ....
analiză matematică
gradientf (x1, …, xn) este vectorul derivatelor parțiale (df / dx1, …, df / dxn).Dacă f (x,y,z) := 3xy + z², atunci ∇f = (3y, 3x, 2z)
Nablagradient din
analiză matematică
derivată parțialăCu f (x1, …, xn), ∂f/∂xi este derivata lui f în funcție de xi, celelalte variabile păstrându-se constante.dacă f(x,y) := x2y, atunci ∂f/∂x = 2xy
derivată parțială din
calculus
frontieraM înseamnă frontiera mulțimii M∂{x : ||x|| ≤ 2} = {x : ||x|| = 2}
frontiera
topologie
perpendicularx ⊥ y înseamnă x este perpendicular pe y; sau mai general x e ortogonal pe y.Dacă lm și mn atunci l || n.
e perpendicular pe
geometrie
element minim (cel mai mic)x = ⊥ înseamnă că x este cel mai mic element.x : x ∧ ⊥ = ⊥
Elementul minimt
lattice theory
entailmentA ⊧ B means the sentence A entails the sentence B, that is every model in which A is true, B is also true.A ⊧ A ∨ ¬A
entails
model theory
inferencex ⊢ y means y is derived from x.A → B ⊢ ¬B → ¬A
infers or is derived from
propositional logic,predicate logic
<div style="font-size:200%;"> ◅normal subgroupN ◅ G means that N is a normal subgroup of group G.Z(G) ◅ G
is a normal subgroup of
group theory
/
quotient groupG/H means the quotient of group G modulo its subgroup H.{0, a, 2abb+ab+2a} / {0, b} = {{0, b}, {ab+a}, {2a,b+2a}}
mod
teoria grupurilor
izomorfismG ≈ H înseamnă că grupul G e izomorf cu grupul HQ / {1, −1} ≈ V,
unde Q este quaternion group și V este grupul Klein de 4 elemente.
e izomorf cu
teoria grupurilor
egal aproximativx ≈ y înseamnă x este aproximativ egal cu yπ ≈ 3.14159
este aproximativ egal cu
oriunde
〈,〉

( | )

< , >

·

:
produs scalarx,y〉 înseamnă produsul scalar al lui x și y.
În cadrul spațiilor euclidiene se obișnuește de a nota produsul scalar atît prin (x,y) cît și prin x·y.
Pentru matrice se poate utiliza semnul :.
În spațiul euclidian 2 produsul scalar al vectorilorx = (2, 3) și y = (−1, 5) este:
〈x, y〉 = 2 × −1 + 3 × 5 = 13

A:B = \sum_{i,j} A_{ij}B_{ij}
produs scalar
algebra liniară

Produs tensorialV ⊗ U înseamnă produsul tensorial dintre V și U.{1, 2, 3, 4} ⊗ {1,1,2} =
{{1, 2, 3, 4}, {1, 2, 3, 4}, {2, 4, 6, 8}}
produs tensorial
algebră liniară

Aria şi volumul

  Metodă de calcul