studycafe
고2 · 대수03 수열
고2 대수 · 수열

합의 기호 Σ와 여러 가지 수열의 합

a1+a2++ana_{1} + a_{2} + \cdots + a_{n} 을 매번 길게 쓰는 대신 기호 Σ 하나로 적습니다. Σ의 성질과 자연수 거듭제곱의 합 공식으로 다항식 꼴의 합을 계산하고, 분수·무리식 꼴은 항을 쪼개 서로 지워지게 만들어 구하는 법을 익힙니다.

↩ 이전 자료: 등비수열, 같은 수를 계속 곱하는 수열

01합의 기호 Σ

긴 덧셈을 기호 하나로 줄여 씁니다.

Σ의 뜻과 읽기

수열 {ak}\{a_{k}\}의 첫째항부터 제n항까지의 합 a1+a2++ana_{1} + a_{2} + \cdots + a_{n} 을 기호 Σ(시그마)를 써서 {k=1}{n}ak\sum _\{k=1\}^\{n\} a_{k} 로 나타냅니다. 'k를 1부터 n까지 하나씩 바꾸어 가며 aka_{k}를 모두 더하라'는 뜻입니다. 아래에 쓴 k=1은 시작값, 위에 쓴 n은 끝값, 오른쪽의 aka_{k}는 더할 항의 모양입니다.

{k=1}{n}ak=a1+a2+a3++an\sum _\{k=1\}^\{n\} a_{k} = a_{1} + a_{2} + a_{3} + \cdots + a_{n}

더하는 문자 k는 다른 문자로 바꾸어도 값이 같습니다({i=1}{n}a(\sum _\{i=1\}^\{n\} aᵢ 도 같은 합). 시작값이 1이 아니어도 되며, 그때는 {k=m}{n}ak=(1\sum _\{k=m\}^\{n\} a_{k} = (1부터 n까지의 합) − (1부터 m−1까지의 합) 으로 계산할 수 있습니다.

Check

{k=1}{4}2k=2+4+6+8=20,{k=3}{5}k2=9+16+25=50\sum _\{k=1\}^\{4\} 2k = 2 + 4 + 6 + 8 = 20, \sum _\{k=3\}^\{5\} k^{2} = 9 + 16 + 25 = 50. 거꾸로 1 + 4 + 9 + 16 + 25 는 {k=1}{5}k2\sum _\{k=1\}^\{5\} k^{2} 로 씁니다.

Σ의 기본 성질

Σ는 결국 덧셈이므로 덧셈에서 되는 것은 Σ에서도 됩니다. 상수는 밖으로 꺼낼 수 있고, 합·차는 따로 나누어 더할 수 있으며, 상수 c를 n번 더하면 cn 입니다.

성질
상수배{k=1}{n}cak=c{k=1}{n}ak\sum _\{k=1\}^\{n\} c\cdot a_{k} = c\cdot \sum _\{k=1\}^\{n\} a_{k}
합·차 분리{k=1}{n}(ak±bk)={k=1}{n}ak±{k=1}{n}bk\sum _\{k=1\}^\{n\} (a_{k} \pm b_{k}) = \sum _\{k=1\}^\{n\} a_{k} \pm \sum _\{k=1\}^\{n\} b_{k}
상수의 합{k=1}{n}c=cn\sum _\{k=1\}^\{n\} c = cn

주의: 곱과 제곱은 분리되지 않습니다.akbk(ak)(bk),ak2(ak)2. \sum a_{k}b_{k} \ne (\sum a_{k})(\sum b_{k}), \sum a_{k}^{2} \ne (\sum a_{k})^{2} 입니다. 예를 들어 {k=1}{3}k2=14\sum _\{k=1\}^\{3\} k^{2} = 14 이지만 ({k=1}{3}k)2=36(\sum _\{k=1\}^\{3\} k)^{2} = 36 입니다.