13
ผลบวก n พจน์แรกของอนุกรมเลขคณิต
ns= 1a +( 1a +d)+( 1a +2d)+…+( na – d)+( na – d)+ na --------
หรือ ns = na +( na –d)+( na –2d)+…+( 1a – 2d)+( 1a – d)+ 1a --------
+ได้ ns2 = ( 1a + na )+( 1a + na )+ ( 1a + na )+…+( 1a + na )+( 1a + na )+ ( 1a + na )
ns2 = n( 1a + na )
ns = )aa(
n
n1
2
ns = )aa(
n
n1
2
na = 1a (n–1)d
และ ns =
2
n
[ 1a2 + (n–1)d ]
ns =
2
n
[ 1a2 + (n–1)d ]
อนุกรมเลขคณิต ]d)n(a[
n
s 12
2
1n …………………………สูตรที่ 1
Sn = )aa(
n
n1
2
…………………………สูตรที่ 2
สมบัติของซิกมำ
หมำยเหตุ สัญลักษณ์
N
i
ix
1
แทนผลบวกของตัวแปร x ซึ่งประกอบด้วยค่าจากการสังเกตทั้งหมด
N จานวน เรียกสัญลักษณ์ ว่า ซิกมา
สมบัติของ ที่ควรทรำบมีดังนี้
ถ้า c และ d เป็นค่าคงตัวใดๆ
1)
N
i
c
1
= Nc
2)
N
i
icx
1
=
N
i
ixc
1
3)
N
i
ii yx
1
)( =
N
i
ix
1
+
N
i
iy
1
4)
N
i
ii yx
1
)( =
N
i
ix
1
-
N
i
iy
1
14.
14
ค่ำต่ำงๆของ ที่ควรทรำบมีดังนี้
1.
5
1
8
i
= 8 + 8 + 8 + 8 +8 = 5 x 8 = 40
2.
N
i
ix
1
= )1(
2
N
N
เช่น
20
1i
ix =
2
)21(20
= 210
3.
N
i
ix
1
2
=
6
)12)(1( NNN
3.1 หาผลบวก
25
1
i
ix = 12
+ 22
+ 32
+ 42
+ 52
= 1 + 4 + 9 + 16 + 25 = 55
3.2 ใช้สูตร
N
i
ix
1
2
=
6
)12)(1( NNN
= )11)(6(
6
5
= 55
4.
N
i
ix
1
3
=
2
1
N
i
ix =
2
)1(
2
N
N
4.1 หาผลบวก
N
i
ix
1
3
= 13
+ 23
+ 33
+ 43
+ 53
= 1 + 8 + 27 + 64 + 125 = 225
4.2 ใช้สูตร ถ้า
N
i
ix
1
3
=
2
)6(5
= ดังนั้น
N
i
ix
1
3
=
2
1
N
i
ix = (15 = 225
กำหนด ให้ x1 = 1, x2 = 2 , x3 = 3 , x4 = 4
y1 = 6 , y2 = 7 , y3 = 8 , y 4 = 9 และ c = 5
(แนวคิด x = 1 + 2 + 3 + 4 = 10
y = 6 + 7 + 8 + 9 = 30
2
x = 12
+ 22
+ 32
+ 42
= 30
2
y = 62
+ 72
+ 82
+ 92
= 230
xy = 6 + 14 + 24 + 36 = 80
ตัวอย่ำงที่ 1 จงหาค่าของ
4
1
)2(
i
ix
วิธีทำ
4
1
)2(
i
ix =
4
1
4
1
2
i i
ix
= 10 – (4 2 )
= 2
ตัวอย่ำงที่ 3 จงหาค่าของ )3x( i
2
4
1i
วิธีทำ )3x( i
2
4
1i
= )96(
4
1
2
i
ii xx
= 30 – 6(10) + 9(4)
= 30 – 60 + 36 = 6
18
ปี 2550 เป็นปีที่6 มีประชากร = 800,000(1+0.05)5
n มีประชากร = 800,000(1+0.05)n-1
ดังนั้นในปี 2550 มีประชากร 800,000(1+.05)5
คน #
65 =
)1(
)1)(1(80
2
2
rr
rrr
: r 0
65r2
= 80 + 80r + 80r2
80 + 80r + 80r2
= 0
15r2
+ 16r + 16 = 0
(3r + 4)(r + 4) = 0
r =
3
4 , -4
ถ้า r = -
3
4 จะได้ a1 = 45
ถ้า r = - 4 จะได้ a1 = 5
อนุกรมรูปแบบอื่นๆ
1. อนุกรมเลขคณิตและเลขคณิต
ตัวอย่ำงที่ 1 จงหาผลบวก 20 พจน์ของอนุกรม
...433221
วิธีทำ อนุกรมนี้ประกอบด้วยอนุกรม
1 + 2 + 3 + .... + nและ 2 + 3 + 4 + ...+ (n+1)
an = n(n+1) = n2
+ n
Sn =
n
i
ia
1
=
n
i
n
i
ii
11
2
S20 = )1(
2
)12)(1(
6
n
n
nn
n
= )120(
2
20
)1)20(2)(120(
6
20
= 2870 + 210 = 3080
ตัวอย่ำงที่ 2 จงหาผลบวก 20 พจน์ แรก ของอนุกรม
nn 2)12(.....87654321
วิธีทำ an
= (2n-1) 2n
ให้ Sn แทนผลบวก n พจน์แรกของอนุกรม
s20 =
20
1n
na = )24( 2
20
1
nn
n
= nn
nn
20
1
2
20
1
24
= 4
6
n
(n+1)(2n+1)-2
2
n
(n+1)
= 4 )120(
2
20
2]1)20(2)[120(
6
20
= 11480 – 420 = 11060
ตัวอย่ำงที่ 3 จงหาผลบวก n พจน์ของอนุกรม ตัวอย่ำงที่ 5 จงหาผลบวก n พจน์ของอนุกรม
19.
19
....54343232
วิธีทำ อนุกรมนี้ประกอบด้วย
1 + 2 + 3 + …… n และ 2 + 3 + 4 + .... + (n+2)
an = n(n+1)(n+2) = n3
+ 3n2
+ 2n
Sn =
n
i
ia
1
=
n
i
n
i
n
i
iii
1 1
2
1
3
23
=
)1(
2
2)1)(12(
6
3)1(
2
2
n
n
nn
n
n
n
=
2)12()1(
2
)1(
2
nn
n
n
n
=
2
424
)1(
2
2
nnn
n
n
= )65)(1(
4
2
nnn
n
12
+ 32
+ 52
+ 72
+ ......
วิธีทำ an = (2n-1)2
= 4n2
– 4 n+1
= nn
n
nn
n
)1(
2
4)1)(12(
6
4
= nnn
n
x
1)12(
3
1
)1(
2
4
= n
n
nn
3
312
)1(2
=
3
3)22)(1(2 nnnn
= )3)22)(1(2(
3
nn
n
= )3)1(4(
3
2
n
n
= )14(
3
2
n
n
2. อนุกรมเลขคณิตและเรขำคณิต
ตัวอย่ำงที่ 2 จงหาผลบวก 10 พจน์แรกของอนุกรม
132
2.....2423221
n
n
แทนผลบวก n พจน์แรกของอนุกรม
132
2.....2423221
n
n ns
nn
n nns 22)1(.....24232221 1432
nn
nn nss 22.....)21()21()21()21()21(12 14332
nn
n 221...22221 432
อนุกรมเรขาคณิต
1
)1(1
r
ra
s
n
n 11 a 2r
n
n
ns 2
12
)12(1
2
nn
n ns 212
nn
n ns 212
1010
10 21210 s
= 10(1024) + 1 – 1024 = 10240-1023 = 9217
32
ทฤษฎีบทเกี่ยวกับลิมิต ให้ an, bn , tn เป็นลาดับของจานวนจริง A,B เป็น จานวนจริงและ เป็นค่าคงตัวใดๆ โดยที่
n
lim an = A และ
n
lim bn = B จะได้ว่า
1. ถ้า tn = c แล้ว
n
lim tn =
n
lim c = c
2. ถ้า
n
lim can = c
n
lim an = cA
3. ถ้า
n
lim (an + bn ) =
n
lim an +
n
lim bn = A + B
4. ถ้า
n
lim (an - bn ) =
n
lim an -
n
lim bn = A – B
5. ถ้า
n
lim (an bn ) =
n
lim an
n
lim bn = A B
6. ถ้า bn 0 ทุกจานวนเต็มบวก n และ B 0 แล้ว
n
lim (
n
n
b
a
) =
n
n
nn
blim
alim
=
B
A
ตัวอย่ำงที่ 1 จงหาลิมิตของลาดับที่มี an = 2
2
n
1n4
วิธีทำ นา n2
หำรทั้งเศษและส่วน
an =
2
2
22
2
n
n
n
1
n
n4
=
1
n
1
4 2
ดังนั้น
n
lim 2
2
n
1n4
= 4 + 0 = 4
ตัวอย่ำงที่ 2 จงหาลิมิตของลาดับที่มี an =
1n3
n3n2
3
2
วิธีทำ นา n3
หำรทั้งเศษและส่วน
an =
33
3
33
2
n
1
n
n3
n
3
n
n2
=
3
3
n
1
3
n
3
n
2
ดังนั้น
n
lim
1n3
n3n2
3
2
=
03
00
= 0
ตัวอย่ำงที่ 3 จงหาลิมิตของลาดับที่มี an =
1n2
3n5n2
วิธีทำ นา n2
หำรทั้งเศษและส่วน
an =
22
222
2
n
1
n
n2
n
3
n
n5
n
n
=
2
2
n
1
n
2
n
3
n
5
1
ดังนั้น
n
lim
1n2
3n5n2
=
00
001
ตัวอย่ำงที่ 4 จงหาลิมิตของลาดับที่มี
an = n - 4n
วิธีทำ n - 4n คอนจุเกตคือ n + 4n
an = n - 4n
4nn
4nn
=
4nn
4
=
4
= 0
33.
33
=
0
1
= หาค่าไม่ได้ n
lim= n - 4n = 0
ตัวอย่ำงที่ 5 จงหาลิมิตของลาดับที่มี
an =
1212
22
n
n
n
n
วิธีทำ an =
1212
22
n
n
n
n
=
)12)(12(
)12()12( 22
nn
nnnn
=
14
22
2
2323
n
nnnn
=
14
2
2
2
n
n
=
2
1
4
2
n
2
1
-
4
2
-
lim
na
n
ตัวอย่ำงที่ 6 จงหาลิมิตของลาดับที่มี
an =
4n3
2n2
วิธีทำ an =
4n3
2n2
=
n
4
3n
n
2
1n 2
2
=
n
4
3n
n
2
1n 2
n
lim
4n3
2n2
=
03
01
=
3
1
แบบฝึกหัดที่ 1.2 ก
จงหาลิมิตของลาดับต่อไปนี้ โดยวิธีเขียนกราฟ
1. an = n
2
1
2. an =
12
6
n
n
3. an =
1
2
2
2
n
n
4. an = 1 +
n
)( n 1
1
5. an =
n
1
cos n 6. an = 2
2
1)n(
n
แบบฝึกหัดที่ 1.2 ข
จงหาลิมิตของลาดับต่อไปนี้ และพิจารณาว่าลาดับ an ที่กาหนดให้ เป็นลาดับลู่เข้า หรือลู่ออก
1. an =
n5
3
2. an =
2
1
2
n
3. an =
n
3
2
4. an =
)2)(1(
1
nn
5. an =
1
2
2
n
6. an =
nn 1
1
7. an =
54
3
n
8. an =
534
14
2
2
nn
nn
9. an =
52
12
5 2
2
n
nn
10. an =
5
13
2
nn
n
34.
34
11. an =
12
252
n
nn
12.an =
nn
nn
235
1
4
3
13. an =
n
n
n
n
1
1
3
14. an =
43
2
2
1
1
5
)3)(1(
nn
nn
15. an = 2
2
)1(
4
n
n
16. an =
3
54
12
n
n
17. an =
1
4
n
n
18. an =
65
234
2
4
n
nn
19. an = 12 nn 20. an =
32
152
n
nn
21. an = n
n n
2
2
sin2 1
22. an = 1+
n
n
)1(
23. an =
n
1
cos n 24. an =
12
32
n
n
25. an =
5
12
2
3
n
nn
26. an =
72
3
n
27. an =
12
1
2
nn
n
28. an =
8n
nn4
2
4
29. an =
n
16n4
30. an = n
1n
2
52
1.3 อนุกรมอนันต์ (Infinite series)
อนุกรมอนันต์ a1 + a2 + a3 + ….. an + …….
ลาดับผลบวกย่อยของอนุกรม
ลาดับผลบวกย่อย (partial sum) ของอนุกรม a1 + a2 + a3 + …. + an + …..
คือ S1 , S2 , S3, ……..Sn, …..
เมื่อ S1 = a1 , S2 = a1 + a2 , S3 = a1+ a2+a3 + ….. + an
และเรียกแต่ละพจน์ของลาดับว่า “ผลบวกย่อย” (partial sum)
ลิมิตของลาดับผลบวกย่อยของอนุกรม
ลาดับผลบวกย่อยของอนุกรม a1+ a2+a3 + ….. + an คือ = S1 , S2 ,S3 ,….. , Sn ,…
ลิมิตของลาดับผลบวกย่อยคือ
n
lim Sn
35.
35
ถ้าลาดับผลบวกย่อยของอนุกรมมีลิมิต แสดงว่าอนุกรมนั้นหาผลบวกได้ หรืออนุกรมนั้นหาผลบวก
อนันต์ได้และเป็นอนุกรมคอนเวอร์เจนต์(Convergent Series) และถ้าลาดับผลบวกย่อยของอนุกรมหาลิมิตไม่ได้
แสดงว่าอนุกรมนั้นหาผลบวกไม่ได้ เรียกอนุกรมนั้นว่า อนุกรมไดเวอร์เจนต์ (Divergent Series)
ดังนั้น ผลบวกอนันต์ของอนุกรม ก์คือ
n
lim Sn
ตัวอย่ำงที่ 1 จงเขียนลาดับผลบวกย่อยของอนุกรม 1+ .....
2
1
......
8
1
4
1
2
1
1
n
และบอกลิมิตของลาดับผลบวกย่อยของอนุกรมด้วย
วิธีทำ S1 = 1, S2 = 1 + ,
2
1
1
2
1
S3 = 1 +
4
3
1
4
1
2
1
S4 = 1 + .......,
8
7
1
8
1
4
1
2
1
Sn = 1 + 1
2
1
.....
4
1
2
1
n
=
2
1
1
)
2
1
1(1
n
= 2- n
2
2
ลาดับผลบวกย่อยของอนุกรมนี้คือ 1, 1 ),.....
2
2
2,......(
8
7
1,
4
3
1,
2
1
n
n
lim Sn =
n
lim
n
2
2
2
ลิมิตของลาดับผลบวกย่อยของอนุกรมนี้ = 2
หรือผลบวกอนันต์ของอนุกรมนี้คือ 2
กำรหำผลบวกของอนุกรมเรขำคณิต (ผลบวกอนันต์)
อนุกรมเรขาคณิต
Sn =
r
ra n
1
)1(1
; r< 1 …..สูตรที่ 1
Sn =
1
)1(1
r
ra n
; r> 1 ….สูตรที่ 2
อนุกรมเรขำคณิตจะหำผลบวกได้ เมื่อ r< 1
และ n
n
S
lim = 0
1
1
r
a
=
r
a
1
1