Uendelig sum.

Her kan du stille spørsmål vedrørende problemer og oppgaver i matematikk på høyskolenivå. Alle som har kunnskapen er velkommen med et svar. Men, ikke forvent at admin i matematikk.net er spesielt aktive her.

Moderators: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Post Reply
Betelgeuse
Ramanujan
Ramanujan
Posts: 260
Joined: 16/04-2009 21:41

Hei jeg har en litt kranglete sum her som skal bli til [tex]e^x[/tex].
Summen er

[tex]\sum_0^\infty \frac{x^{2n}}{(2n)!} + \sum_0^\infty \frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}[/tex].

Dette skal altså blir til [tex]e^x = \sum_0^\infty \frac{x^n}{n!}[/tex]. Ser lett at det stemmer ved å skrive ut summene, men er det mulig å ende opp med samme summeutrykk ved å manipulere summene over s.a man ender opp med
[tex]\sum_0^\infty \frac{x^{2n}}{(2n)!} + \sum_0^\infty \frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!} =\sum_0^\infty \frac{x^n}{n!} [/tex].
Jeg prøvde, men fikk ikke til. Fakultetene ødelegger.
[tex]\small{\text{atm: fys1120, ast1100, mat1120, mat2410 \ . Prev: mat1110, fys-mek1110, mek1100, mat1100, mat-inf1100, inf1100}}[/tex]
FredrikM
Poincare
Poincare
Posts: 1367
Joined: 28/08-2007 20:39
Location: Oslo
Contact:

Det er smått åpenlyst at [tex]\sum_0^\infty \frac{x^{2n}}{(2n)!} + \sum_0^\infty \frac{x^{2n+1}}{(2n+1)!}=\sum_0^\infty \frac{x^n}{n!}[/tex]

når du tenker på at den ene summen går over alle odde n og den andre over alle like n.
Cube - mathematical prethoughts | @MatematikkFakta
Med forbehold om tullete feil. (både her og ellers)
Betelgeuse
Ramanujan
Ramanujan
Posts: 260
Joined: 16/04-2009 21:41

Jepp. Og jeg nevnte at jeg så det måtte være sånn. Men jeg lurte på om det gikk ann å komme dit ved å manipulere summeformlene.
[tex]\small{\text{atm: fys1120, ast1100, mat1120, mat2410 \ . Prev: mat1110, fys-mek1110, mek1100, mat1100, mat-inf1100, inf1100}}[/tex]
FredrikM
Poincare
Poincare
Posts: 1367
Joined: 28/08-2007 20:39
Location: Oslo
Contact:

Ikke på noen veldig åpenlys måte jeg kommer på nå. Men er det egentlig noe poeng i (rent bortsett fra å øve seg med bokstavregning)? Likheten er helt åpenlys med forklaringen i min forrige post. Du trenger ikke vise den noe mer nøye enn det. (med mindre du blir *bedt* om å vise det algebraisk, da)
Cube - mathematical prethoughts | @MatematikkFakta
Med forbehold om tullete feil. (både her og ellers)
drgz
Fermat
Fermat
Posts: 757
Joined: 24/12-2008 23:22

Når wolfram ikke viser noe mellomregning på overgangen tror jeg du kan gi opp :p

Code: Select all

http://www.wolframalpha.com/input/?i=sum+x^%282n%29%2F%28%282n%29!%29+%2B+x^%282n%2B1%29%2F%28%282n%2B1%29!%29+from+n+%3D+0+to+infty
Betelgeuse
Ramanujan
Ramanujan
Posts: 260
Joined: 16/04-2009 21:41

Hehe, allright da legger jeg den på hylla. FredrikM, det var egentlig et ønske om å bli bedre med manipulasjon av summetegn og fakultet :)
Du har rett i at likheten er åpenlys.
[tex]\small{\text{atm: fys1120, ast1100, mat1120, mat2410 \ . Prev: mat1110, fys-mek1110, mek1100, mat1100, mat-inf1100, inf1100}}[/tex]
Andreas345
Grothendieck
Grothendieck
Posts: 828
Joined: 13/10-2007 00:33

Du kan jo prøve å forenkle denne rekken:

[tex]\displaystyle\sum_{n=0}^\infty \ \frac{n^2-n+1}{n!}\cdot x^n[/tex]

Er en oppgave vi fikk på obligen vår :)
FredrikM
Poincare
Poincare
Posts: 1367
Joined: 28/08-2007 20:39
Location: Oslo
Contact:

Andreas345 wrote:Du kan jo prøve å forenkle denne rekken:

[tex]\displaystyle\sum_{n=0}^\infty \ \frac{n^2-n+1}{n!}\cdot x^n[/tex]

Er en oppgave vi fikk på obligen vår :)
Kunne ikke dy meg (god øvelse, forresten). Lar det være litt rom her, slik at andre kan prøve uten å få løsningen med én gang:
*

*

*

*

*

*
[tex]\sum_{n=0}^\infty \frac{n^2-n+1}{n!}x^n=e^x+\sum_{n=0}^\infty \frac{n^2-n}{n!}x^n=e^x+\sum_{n=2}^\infty \frac{n^2-n}{n!} x^n[/tex]
[tex]e^x+\sum_{n=2}^\infty \frac{1}{(n-2)!}x^n=e^x+\frac{1}{x^2}\sum_{n=2}^\infty \frac{x^{n-2}}{(n-2)!}=e^x+\frac{1}{x^2}e^x[/tex]
Cube - mathematical prethoughts | @MatematikkFakta
Med forbehold om tullete feil. (både her og ellers)
drgz
Fermat
Fermat
Posts: 757
Joined: 24/12-2008 23:22

FredrikM wrote: [tex]\sum_{n=0}^\infty \frac{n^2-n+1}{n!}x^n=e^x+\sum_{n=0}^\infty \frac{n^2-n}{n!}x^n=e^x+\sum_{n=2}^\infty \frac{n^2-n}{n!} x^n[/tex]
[tex]e^x+\sum_{n=2}^\infty \frac{1}{(n-2)!}x^n=e^x+\frac{1}{x^2}\sum_{n=2}^\infty \frac{x^{n-2}}{(n-2)!}=e^x+\frac{1}{x^2}e^x[/tex]
Jeg får det til å bli [tex]e^x\left(1+x^2)[/tex].


Ved [tex]\sum_{n=0}^{\infty}\frac{x^n}{(n-2)!}[/tex] setter jeg [tex]m = n-2 \Leftrightarrow n = m+2[/tex], som gir

[tex]\sum_{m=-2}^{\infty}\frac{x^{m+2}}{m!} = x^2\sum_{m=-2}^{\infty}\frac{x^m}{m!}[/tex]

Mahtworld sier at [tex] n! = \tilde{\infty}, \quad n < 0[/tex], slik at for [tex]m = -1, m = -2[/tex] vil leddene være lik null, og en ender da opp med uttrykket jeg skrev over.

Så får noen andre si i fra om det er noe feil i utregningen ;)
Last edited by drgz on 16/05-2010 17:47, edited 1 time in total.
Karl_Erik
Guru
Guru
Posts: 1080
Joined: 22/10-2006 23:45

FredrikM wrote:
Andreas345 wrote:Du kan jo prøve å forenkle denne rekken:

[tex]\displaystyle\sum_{n=0}^\infty \ \frac{n^2-n+1}{n!}\cdot x^n[/tex]

Er en oppgave vi fikk på obligen vår :)
Kunne ikke dy meg (god øvelse, forresten). Lar det være litt rom her, slik at andre kan prøve uten å få løsningen med én gang:
*

*

*

*

*

*
[tex]\sum_{n=0}^\infty \frac{n^2-n+1}{n!}x^n=e^x+\sum_{n=0}^\infty \frac{n^2-n}{n!}x^n=e^x+\sum_{n=2}^\infty \frac{n^2-n}{n!} x^n[/tex]
[tex]e^x+\sum_{n=2}^\infty \frac{1}{(n-2)!}x^n=e^x+\frac{1}{x^2}\sum_{n=2}^\infty \frac{x^{n-2}}{(n-2)!}=e^x+\frac{1}{x^2}e^x[/tex]
Det er nok som claudeShannon sier en liten feil her - du mente nok [tex]x^2[/tex] og ikke [tex]\frac 1 {x^2}[/tex]. Ellers ser dette riktig ut for meg.
FredrikM
Poincare
Poincare
Posts: 1367
Joined: 28/08-2007 20:39
Location: Oslo
Contact:

Karl_Erik wrote: du mente nok [tex]x^2[/tex] og ikke [tex]\frac 1 {x^2}[/tex]
Mer korrekt: Jeg *burde* ment [tex]x^2[/tex]. Men jeg er som matematiker som sjåfør - altfor rask i svingene.
Cube - mathematical prethoughts | @MatematikkFakta
Med forbehold om tullete feil. (både her og ellers)
wingeer
Descartes
Descartes
Posts: 414
Joined: 24/05-2008 17:22
Location: Trondheim

FredrikM wrote:Mer korrekt: Jeg *burde* ment [tex]x^2[/tex]. Men jeg er som matematiker som sjåfør - altfor rask i svingene.
Det er du aldeles ikke alene om.
Post Reply