Овај списак математичких редова садржи формуле за коначне и бесконачне суме. Може се користити у комбинацији са другим средствима за процену сума.
Погледајмо Фаулхаберову формулу .
Неколико првих вредности:
∑ k = 1 m k = m ( m + 1 ) 2
∑ k = 1 m k 2 = m ( m + 1 ) ( 2 m + 1 ) 6 = m 3 3 + m 2 2 + m 6
∑ k = 1 m k 3 = [ m ( m + 1 ) 2 ] 2 = m 4 4 + m 3 2 + m 2 4
Погледајмо зета константе.
ζ ( 2 n ) = ∑ k = 1 ∞ 1 k 2 n = ( − 1 ) n + 1 B 2 n ( 2 π ) 2 n 2 ( 2 n ) !
Неколико првих вредности:
Полилогаритми нижег реда[ уреди ]
Коначне суме:
∑ k = m n z k = z m − z n + 1 1 − z , (геометријски ред )
∑ k = 0 n z k = 1 − z n + 1 1 − z
∑ k = 1 n z k = 1 − z n + 1 1 − z − 1 = z − z n + 1 1 − z
∑ k = 1 n k z k = z 1 − ( n + 1 ) z n + n z n + 1 ( 1 − z ) 2
∑ k = 1 n k 2 z k = z 1 + z − ( n + 1 ) 2 z n + ( 2 n 2 + 2 n − 1 ) z n + 1 − n 2 z n + 2 ( 1 − z ) 3
∑ k = 1 n k m z k = ( z d d z ) m 1 − z n + 1 1 − z
Бесконачне суме, важе за | z | < 1 :
Наредне формуле су корисне за рекурзивно израчунавање полилогаритама нижег целобројног реда у затвореној форми:
d d z Li n ( z ) = Li n − 1 ( z ) z
Li 1 ( z ) = ∑ k = 1 ∞ z k k = − ln ( 1 − z )
Li 0 ( z ) = ∑ k = 1 ∞ z k = z 1 − z
Li − 1 ( z ) = ∑ k = 1 ∞ k z k = z ( 1 − z ) 2
Li − 2 ( z ) = ∑ k = 1 ∞ k 2 z k = z ( 1 + z ) ( 1 − z ) 3
Li − 3 ( z ) = ∑ k = 1 ∞ k 3 z k = z ( 1 + 4 z + z 2 ) ( 1 − z ) 4
Li − 4 ( z ) = ∑ k = 1 ∞ k 4 z k = z ( 1 + z ) ( 1 + 10 z + z 2 ) ( 1 − z ) 5
Експоненцијална функција[ уреди ]
∑ k = 0 ∞ z k k ! = e z
∑ k = 0 ∞ k z k k ! = z e z (средња вредност Поасонове расподеле )
∑ k = 0 ∞ k 2 z k k ! = ( z + z 2 ) e z (други моменат Поасонове расподеле )
∑ k = 0 ∞ k 3 z k k ! = ( z + 3 z 2 + z 3 ) e z
∑ k = 0 ∞ k 4 z k k ! = ( z + 7 z 2 + 6 z 3 + z 4 ) e z
∑ k = 0 ∞ k n z k k ! = z d d z ∑ k = 0 ∞ k n − 1 z k k ! = e z T n ( z )
Однос тригонометријских, инверзних тригонометријских, хиперболичких и инверзних хиперболичких функција[ уреди ]
∑ k = 0 ∞ ( − 1 ) k z 2 k + 1 ( 2 k + 1 ) ! = sin z
∑ k = 0 ∞ z 2 k + 1 ( 2 k + 1 ) ! = sinh z
∑ k = 0 ∞ ( − 1 ) k z 2 k ( 2 k ) ! = cos z
∑ k = 0 ∞ z 2 k ( 2 k ) ! = cosh z
∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k − 1 ( 2 2 k − 1 ) 2 2 k B 2 k z 2 k − 1 ( 2 k ) ! = tan z , | z | < π 2
∑ k = 1 ∞ ( 2 2 k − 1 ) 2 2 k B 2 k z 2 k − 1 ( 2 k ) ! = tanh z , | z | < π 2
∑ k = 0 ∞ ( − 1 ) k 2 2 k B 2 k z 2 k − 1 ( 2 k ) ! = cot z , | z | < π
∑ k = 0 ∞ 2 2 k B 2 k z 2 k − 1 ( 2 k ) ! = coth z , | z | < π
∑ k = 0 ∞ ( − 1 ) k − 1 ( 2 2 k − 2 ) B 2 k z 2 k − 1 ( 2 k ) ! = csc z , | z | < π
∑ k = 0 ∞ − ( 2 2 k − 2 ) B 2 k z 2 k − 1 ( 2 k ) ! = csch z , | z | < π
∑ k = 0 ∞ ( − 1 ) k E 2 k z 2 k ( 2 k ) ! = sech z , | z | < π 2
∑ k = 0 ∞ E 2 k z 2 k ( 2 k ) ! = sec z , | z | < π 2
∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k − 1 z 2 k ( 2 k ) ! = ver z
∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k − 1 z 2 k 2 ( 2 k ) ! = hav z [ 1]
∑ k = 0 ∞ ( 2 k ) ! z 2 k + 1 2 2 k ( k ! ) 2 ( 2 k + 1 ) = arcsin z , | z | ≤ 1
∑ k = 0 ∞ ( − 1 ) k ( 2 k ) ! z 2 k + 1 2 2 k ( k ! ) 2 ( 2 k + 1 ) = arcsinh z , | z | ≤ 1
∑ k = 0 ∞ ( − 1 ) k z 2 k + 1 2 k + 1 = arctan z , | z | < 1
∑ k = 0 ∞ z 2 k + 1 2 k + 1 = arctanh z , | z | < 1
ln 2 + ∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k − 1 ( 2 k ) ! z 2 k 2 2 k + 1 k ( k ! ) 2 = ln ( 1 + 1 + z 2 ) , | z | ≤ 1
∑ k = 2 ∞ ( k ⋅ arctanh ( 1 k ) − 1 ) = 3 − ln ( 4 π ) 2
Модификовани факторски имениоци[ уреди ]
∑ k = 0 ∞ ( 4 k ) ! 2 4 k 2 ( 2 k ) ! ( 2 k + 1 ) ! z k = 1 − 1 − z z , | z | < 1 [ 2]
∑ k = 0 ∞ 2 2 k ( k ! ) 2 ( k + 1 ) ( 2 k + 1 ) ! z 2 k + 2 = ( arcsin z ) 2 , | z | ≤ 1 [ 2]
∑ n = 0 ∞ ∏ k = 0 n − 1 ( 4 k 2 + α 2 ) ( 2 n ) ! z 2 n + ∑ n = 0 ∞ α ∏ k = 0 n − 1 [ ( 2 k + 1 ) 2 + α 2 ] ( 2 n + 1 ) ! z 2 n + 1 = e α arcsin z , | z | ≤ 1
Биномни коефицијенти[ уреди ]
( 1 + z ) α = ∑ k = 0 ∞ ( α k ) z k , | z | < 1
[ 3] ∑ k = 0 ∞ ( α + k − 1 k ) z k = 1 ( 1 − z ) α , | z | < 1
[ 3] ∑ k = 0 ∞ 1 k + 1 ( 2 k k ) z k = 1 − 1 − 4 z 2 z , | z | ≤ 1 4 , функција генерисања Каталанових бројева
[ 3] ∑ k = 0 ∞ ( 2 k k ) z k = 1 1 − 4 z , | z | < 1 4 , функција генерисања централног биномног коефицијента
[ 3] ∑ k = 0 ∞ ( 2 k + α k ) z k = 1 1 − 4 z ( 1 − 1 − 4 z 2 z ) α , | z | < 1 4
∑ k = 1 ∞ H k z k = − ln ( 1 − z ) 1 − z , | z | < 1
∑ k = 1 ∞ H k k + 1 z k + 1 = 1 2 [ ln ( 1 − z ) ] 2 , | z | < 1
∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k − 1 H 2 k 2 k + 1 z 2 k + 1 = 1 2 arctan z log ( 1 + z 2 ) , | z | < 1 [ 2]
∑ n = 0 ∞ ∑ k = 0 2 n ( − 1 ) k 2 k + 1 z 4 n + 2 4 n + 2 = 1 4 arctan z log 1 + z 1 − z , | z | < 1 [ 2]
∑ n = 0 ∞ x 2 n 2 ( n + x ) = x π 2 6 − H ( x )
Тригонометријске функције[ уреди ]
Суме синуса и косинуса расту по Фуријеовом реду .
∑ k = 1 ∞ cos ( k θ ) k = − 1 2 ln ( 2 − 2 cos θ ) = − ln ( 2 sin θ 2 ) , 0 < θ < 2 π
∑ k = 1 ∞ sin ( k θ ) k = π − θ 2 , 0 < θ < 2 π
∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k − 1 k cos ( k θ ) = 1 2 ln ( 2 + 2 cos θ ) = ln ( 2 cos θ 2 ) , 0 ≤ θ < π
∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k − 1 k sin ( k θ ) = θ 2 , − π 2 ≤ θ ≤ π 2
∑ k = 1 ∞ cos ( 2 k θ ) 2 k = − 1 2 ln ( 2 sin θ ) , 0 < θ < π
∑ k = 1 ∞ sin ( 2 k θ ) 2 k = π − 2 θ 4 , 0 < θ < π
∑ k = 0 ∞ cos [ ( 2 k + 1 ) θ ] 2 k + 1 = 1 2 ln ( cot θ 2 ) , 0 < θ < π
∑ k = 0 ∞ sin [ ( 2 k + 1 ) θ ] 2 k + 1 = π 4 , 0 < θ < π ,[ 4]
∑ k = 1 ∞ sin ( 2 π k x ) k = π ( 1 2 − { x } ) , x ∈ ℝ
∑ k = 1 ∞ sin ( 2 π k x ) k 2 n − 1 = ( − 1 ) n ( 2 π ) 2 n − 1 2 ( 2 n − 1 ) ! B 2 n − 1 ( { x } ) , x ∈ ℝ , n ∈ ℕ
∑ k = 1 ∞ cos ( 2 π k x ) k 2 n = ( − 1 ) n − 1 ( 2 π ) 2 n 2 ( 2 n ) ! B 2 n ( { x } ) , x ∈ ℝ , n ∈ ℕ
B n ( x ) = − n ! 2 n − 1 π n ∑ k = 1 ∞ 1 k n cos ( 2 π k x − π n 2 ) , 0 < x < 1 [ 5]
∑ k = 0 n sin ( θ + k α ) = sin ( n + 1 ) α 2 sin ( θ + n α 2 ) sin α 2
∑ k = 0 n cos ( θ + k α ) = sin ( n + 1 ) α 2 cos ( θ + n α 2 ) sin α 2
∑ k = 1 n − 1 sin π k n = cot π 2 n
∑ k = 1 n − 1 sin 2 π k n = 0
∑ k = 0 n − 1 csc 2 ( θ + π k n ) = n 2 csc 2 ( n θ ) [ 6]
∑ k = 1 n − 1 csc 2 π k n = n 2 − 1 3
∑ k = 1 n − 1 csc 4 π k n = n 4 + 10 n 2 − 11 45
Рационалне функције[ уреди ]
∑ n = a + 1 ∞ a n 2 − a 2 = 1 2 H 2 a [ 7]
∑ n = 0 ∞ 1 n 2 + a 2 = 1 + a π coth ( a π ) 2 a 2
∑ n = 0 ∞ ( − 1 ) n n 2 + a 2 = 1 + a π csch ( a π ) 2 a 2
∑ n = 0 ∞ ( 2 n + 1 ) ( − 1 ) n ( 2 n + 1 ) 2 + a 2 = π 4 sech ( a π 2 )
∑ n = 0 ∞ 1 n 4 + 4 a 4 = 1 8 a 4 + π ( sinh ( 2 π a ) + sin ( 2 π a ) ) 8 a 3 ( cosh ( 2 π a ) − cos ( 2 π a ) )
Бесконачни ред било које рационалне функције у зависности од n може се свести на коначан низ полигама функција коришћењем делимичне декомпозиције[ 8] . Ова чињеница се такође може применити на коначне редове рационалних функција, омогућавајући да се резултат израчуна у константном времену чак и када ред садржи велики број чланова.
Експоненцијална функција[ уреди ]
1 p ∑ n = 0 p − 1 exp ( 2 π i n 2 q p ) = e π i / 4 2 q ∑ n = 0 2 q − 1 exp ( − π i n 2 p 2 q )
∑ n = − ∞ ∞ e − π n 2 = π 4 Γ ( 3 4 )
Ови нумерички редови се могу добити додавањем бројева из горе наведених редова.
Наизменични хармонијски редови[ уреди ]
∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k + 1 k = 1 1 − 1 2 + 1 3 − 1 4 + ⋯ = ln 2
∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k + 1 2 k − 1 = 1 1 − 1 3 + 1 5 − 1 7 + 1 9 − ⋯ = π 4
Суме реципрочних вредности факторијала[ уреди ]
∑ k = 0 ∞ 1 k ! = 1 0 ! + 1 1 ! + 1 2 ! + 1 3 ! + 1 4 ! + ⋯ = e
∑ k = 0 ∞ 1 ( 2 k ) ! = 1 0 ! + 1 2 ! + 1 4 ! + 1 6 ! + 1 8 ! + ⋯ = 1 2 ( e + 1 e ) = cosh 1
∑ k = 0 ∞ 1 ( 3 k ) ! = 1 0 ! + 1 3 ! + 1 6 ! + 1 9 ! + 1 12 ! + ⋯ = 1 3 ( e + 2 e cos 3 2 )
∑ k = 0 ∞ 1 ( 4 k ) ! = 1 0 ! + 1 4 ! + 1 8 ! + 1 12 ! + 1 16 ! + ⋯ = 1 2 ( cos 1 + cosh 1 )
Тригонометрија и π[ уреди ]
∑ k = 0 ∞ ( − 1 ) k ( 2 k + 1 ) ! = 1 1 ! − 1 3 ! + 1 5 ! − 1 7 ! + 1 9 ! + ⋯ = sin 1
∑ k = 0 ∞ ( − 1 ) k ( 2 k ) ! = 1 0 ! − 1 2 ! + 1 4 ! − 1 6 ! + 1 8 ! + ⋯ = cos 1
∑ k = 1 ∞ 1 k 2 + 1 = 1 2 + 1 5 + 1 10 + 1 17 + ⋯ = 1 2 ( π coth π − 1 )
∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k k 2 + 1 = − 1 2 + 1 5 − 1 10 + 1 17 + ⋯ = 1 2 ( π csch π − 1 )
3 + 4 2 × 3 × 4 − 4 4 × 5 × 6 + 4 6 × 7 × 8 − 4 8 × 9 × 10 + ⋯ = π
Реципрочне вредности тетраедарских бројева[ уреди ]
∑ k = 1 ∞ 1 T e k = 1 1 + 1 4 + 1 10 + 1 20 + 1 35 + ⋯ = 3 2
Када важи T e n = ∑ k = 1 n T k
Експоненцијалне функције и логаритми[ уреди ]
∑ k = 0 ∞ 1 ( 2 k + 1 ) ( 2 k + 2 ) = 1 1 × 2 + 1 3 × 4 + 1 5 × 6 + 1 7 × 8 + 1 9 × 10 + ⋯ = ln 2
∑ k = 1 ∞ 1 2 k k = 1 2 + 1 8 + 1 24 + 1 64 + 1 160 + ⋯ = ln 2
∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k + 1 2 k k + ∑ k = 1 ∞ ( − 1 ) k + 1 3 k k = ( 1 2 + 1 3 ) − ( 1 8 + 1 18 ) + ( 1 24 + 1 81 ) − ( 1 64 + 1 324 ) + ⋯ = ln 2
∑ k = 1 ∞ 1 3 k k + ∑ k = 1 ∞ 1 4 k k = ( 1 3 + 1 4 ) + ( 1 18 + 1 32 ) + ( 1 81 + 1 192 ) + ( 1 324 + 1 1024 ) + ⋯ = ln 2
∑ k = 1 ∞ 1 n k k = ln ( n n − 1 ) , то јест ∀ n > 1
↑ Weisstein, Eric W. . „Haversine“ . MathWorld . Wolfram Research, Inc. .
↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Wilf, Herbert R. (1994). generatingfunctionology . Academic Press, Inc.
↑ 3,0 3,1 3,2 3,3 „Theoretical computer science cheat sheet“ .
↑
Calculate the Fourier expansion of the function f ( x ) = π 4 on the interval 0 < x < π :
π 4 = ∑ n = 0 ∞ c n sin [ n x ] + d n cos [ n x ]
⇒ { c n = { 1 n ( n odd ) 0 ( n even ) d n = 0 ( ∀ n )
↑ „Bernoulli polynomials: Series representations (subsection 06/02)“ Приступљено 2 June 2011 .
↑ Hofbauer, Josef. „A simple proof of 1 + 1/22 + 1/32 + ··· = Шаблон:Pi 2 /6 and related identities“ Приступљено 2 June 2011 .
↑
Sondow, Jonathan; Weisstein, Eric W.. „Riemann Zeta Function (eq. 52)“ .
↑ Abramowitz, Milton; Stegun, Irene (1964). „6.4 Polygamma functions“ . Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables . Courier Corporation. стр. 260 . ISBN 0-486-61272-4 .