fórmula de suma – Part 1

En matemáticas, la sumatoria es la suma básica de una sucesión de cualquier tipo de números, llamados sumandos o sumandos; el resultado es su suma o total. En Matemáticas los números, funciones, vectores, arrays, polinomios y, en general, los elementos de cualquier tipo de objeto matemático se pueden asociar a una operación llamada suma/suma que se denota como “+”.

La suma de una secuencia explícita se denota como una sucesión de adiciones. Por ejemplo, la suma de (1, 3, 4, 7) puede denotar en base 1 + 3 + 4 + 7, y el resultado de la notación anterior es 15, es decir, 1 + 3 + 4 + 7 = 15. Debido a que la operación de suma es tanto asociativo como conmutativo, no hay necesidad de paréntesis al enumerar la serie/secuencia, y el resultado será el mismo independientemente del orden de los sumandos.

¿Qué es la sumatoria?

La notación de suma o sigma (∑) es un método utilizado para escribir una suma larga de manera concisa. Esta notación se puede adjuntar con cualquier fórmula o función.

Por ejemplo i=1 10 (i) es una notación sigma de suma de secuencia finita 1 + 2 + 3 + 4…… + 10 donde el primer elemento es 1 y el último elemento es 10.

¿Dónde usar la sumatoria?

La notación de suma se puede utilizar en varios campos de las matemáticas como:

  • secuencia en serie
  • Integración
  • Probabilidad
  • Permutación y Combinación
  • Estadísticas 

Nota: una suma es una forma abreviada de suma repetitiva. También podemos reemplazar la suma con un ciclo de suma.

Propiedades de la suma

Propiedad 1

yo=1 norte do = do + do + do + …. + c (n) veces = nc 

Por ejemplo: Encuentra el valor de   i=1 4 c.

Usando la propiedad 1 podemos calcular directamente el valor de i=1 4 c como 4×c = 4c.

Propiedad 2

c=1 ∑ norte kc = (k×1) + (k×2) + (k×3) + …. + (k×n) …. (n) veces = k × (1 + … + n) = k   c =1 norte c

Por ejemplo: Encuentra el valor de i=1 4 5i.

Usando la propiedad 2 y 1 podemos calcular directamente el valor de i= 14 5i como 5 × i=1 4 i = 5 × ( 1 + 2 + 3 + 4) = 50.

Propiedad 3

c=1 norte (k+c) = (k+1) + (k+2) + (k+3) + …. + (k+n) …. (n) veces = (n × k) + (1 + … + n) = nk + c=1 n c

Por ejemplo: Encuentra el valor de   i=14 (5+i).

Al usar las propiedades 2 y 3, podemos calcular directamente el valor de i=1 4 (5+i) como 5×4 +   i=1 4 i = 20 + ( 1 + 2 + 3 + 4) = 30.

Propiedad 4

k=1 ∑ norte ( f (k) + g(k)) = k=1 norte f (k) + k=1 norte gramo(k)

Por ejemplo: Encuentra el valor de   i=14 (i + i 2 ).

Usando la propiedad 4 podemos calcular directamente el valor de i=1 4 (i + i 2 ) como i=1 4 i + i=1 4 i 2  = ( 1 + 2 + 3 + 4) + (1 + 4 + 9 + 16) = 40.

Algunas fórmulas estándar usando la sumatoria

  • Suma de los primeros n números naturales: (1+2+3+…+n) = i=1 n (i) = [n ×(n +1)]/2
  • Suma del cuadrado de los primeros n números naturales: (1 2 +2 2 +3 2 +…+n 2 ) = i=1 n (i 2 ) = [n ×(n +1)× (2n+1)] /6
  • Suma del cubo de los primeros n números naturales: (1 3 +2 3 +3 3 +…+n 3 ) = i=1 n (i 3 ) = [n 2 ×(n +1) 2 )]/4
  • Suma de los primeros n números naturales pares: (2+4+…+2n) = i=1 n (2i) = [n ×(n +1)]
  • Suma de los primeros n números naturales impares: (1+3+…+2n-1) = i=1 n (2i-1) = n 2
  • Suma del cuadrado de los primeros n números naturales pares: (2 2 +4 2 +…+(2n) 2 ) = i=1 n (2i) 2 = [2n(n + 1)(2n + 1)] / 3
  • Suma del cuadrado de los primeros n números naturales impares: (1 2 +3 2 +…+(2n-1) 2 ) = i=1 n (2i-1) 2 = [n(2n+1)(2n-1) )] / 3
  • Suma del cubo de los primeros n números naturales pares: (2 3 +4 3 +…+(2n)3) = i=1 n (2i) 3 = 2[n(n+1)] 2
  • Suma del cubo de los primeros n números naturales impares: (1 3 +3 3 +…+(2n-1) 3 ) = i=1 n (2i-1) 3 = n 2 (2n 2 – 1)

Problemas de muestra 

Problema 1: Encuentra la suma de los primeros 10 números naturales, usando la fórmula de suma.

Solución: 

Usando la fórmula de sumatoria para la suma de n número natural i=1n (i) = [n ×(n +1)]/2

Tenemos suma de los 10 primeros números naturales =  i=110 (i) = [10 ×(10 +1)]/2 = 55

Problema 2: Halla la suma de los 10 primeros números naturales mayores que 5, usando la fórmula de sumatoria.

Solución: 

Según la pregunta:

La suma de los 10 primeros números naturales mayores que 5 =   i=615 (i) 

=   i=115 (i) –   i=15 (i) 

= [15 × 16 ] / 2 – [5 × 6]/2

= 120 – 30 

= 90

Problema 3: Encuentra la suma de la secuencia finita dada 1 2 + 2 2 + 3 2 + … 8 2 .

Solución: 

La secuencia dada es 1 2 + 2 2 + 3 2 + … 8 2 , se puede escribir como   i=18 i 2 usando la propiedad/fórmula de la suma

i=18 i 2 = [8 ×(8 +1)× (2×8 +1)]/6 = [8 × 9 × 17] / 6 

= 204

Problema 4: Simplifica c=1n kc.

Solución: 

Fórmula de suma dada = c=1n kc

= (k×1) + (k×2) + …… + (k×n) (n términos)

= k (1 + 2 + 3 +….. + n)

c=1 ∑ norte kc = k c=1norte c

Problema 5: Simplifica y evalúa x =1n (4+x).

Solución: 

La suma dada es   x=1n (4+x)

Como sabemos que c=1n (k+c) = nk + c=1n c

La suma dada se puede simplificar como,

4n + x=1norte (x)

Problema 6: Simplificar x=1n (2x+x 2 ).

Solución: 

La suma dada es   x=1n (2x+x 2 ).

como sabemos que k=1n (f(k) + g(k)) = k=1n f(k) + k=1n g(k)

la suma dada se puede simplificar como x=1n (2x) + x=1n (x 2 ).

Publicación traducida automáticamente

Artículo escrito por drananyashubhi y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA

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