calculus

급수(무한합)

급수는 수열의 합이며, 유한일 수도 무한일 수도 있다. 무한급수가 유한한 값으로 수렴하는지는 수렴 판정법으로 결정된다.

급수는 수열의 항들의 합이다. 유한급수 ∑i=1nai=a1+a2+⋯+an\sum_{i=1}^n a_i = a_1 + a_2 + \cdots + a_n 는 단지 일반적인 덧셈이다. 무한급수 ∑i=1∞ai\sum_{i=1}^\infty a_i 는 n→∞n \to \infty 일 때 부분합 Sn=∑i=1naiS_n = \sum_{i=1}^n a_i 의 극한이다.

lim⁡n→∞Sn\lim_{n\to\infty} S_n 이 존재하고 유한하면 급수는 수렴하고, 그렇지 않으면 발산한다. 유명한 예:

  • 등비급수 ∑rn\sum r^n 은 ∣r∣<1|r| < 1 일 때 11−r\frac{1}{1-r} 로 수렴한다.
  • 조화급수 ∑1n\sum \frac{1}{n} 은 (천천히) 발산한다.
  • 바젤 문제: ∑1n2=π26\sum \frac{1}{n^2} = \frac{\pi^2}{6}.

수렴은 여러 판정법으로 결정된다: 비 판정법, 근 판정법, 적분 판정법, 비교 판정법, 교대급수 판정법. 테일러 급수는 함수를 임의로 높은 차수의 다항식으로 근사한다 — 수치 해석과 물리학 근사의 토대이다.

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