계차수열: 두 판 사이의 차이

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계차수열의 일반항 구하는 방법 추가
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:{{수학|3, 5, 7, ... , 2''n'' + 1, ...}}
 
과 같다. 수열 {{수학|{{수집mset|''a<sub>n</sub>''}}}}의 계차수열의 [[일반항]]은 {{수학|''a''<sub>''n''+1</sub> - ''a<sub>n</sub>''}}이다.
 
== 정의 ==
수열 {{수학|{{수집mset|''a<sub>n</sub>''}}}}의 '''계차수열'''은 다음과 같은 수열 {{수학|{{수집mset|Δ''a<sub>n</sub>''}}}}이다.<ref name="WQ">{{저널 인용|저자=吴强|연도=2008|편집자=张飞羽|제목=阶差数列的几个性质及其应用|번역제목=계차수열의 몇가지 성질과 그 응용|언어=zh|저널=河西学院学报|호=2|총서=24|쪽=6–9}}</ref>
 
:<math>\Delta a_n = a_{n+1} - a_n</math>
 
또, {{수학|{{수집mset|Δ''a<sub>n</sub>''}}}}의 계차수열
 
:<math>\Delta \Delta a_n = \Delta a_{n+1} - \Delta a_n = a_{n+2} - 2a_{n+1} + a_n</math>
 
을 '''이계 차수열'''이라고 하고, {{수학|{{수집mset|Δ<sup>2</sup>''a<sub>n</sub>''}}}}으로 표기한다.
 
임의의 자연수 {{수변|k}}에 대하여 '''{{수변|k}}계 차수열'''({{lang|en|''k''th difference}}) {{수학|{{수집mset|Δ''<sup>k</sup>a<sub>n</sub>''}}}}은 다음과 같이 정의된다.
 
:<math>\Delta^k a_n = \underbrace{\Delta \Delta \cdots \Delta}_k a_n</math>
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== 성질 ==
* 임의의 수열 {{수학|{{수집mset|''a<sub>n</sub>''}}}}은 초항과 일계 차수열 {{수학|{{수집mset|Δ''a<sub>n</sub>''}}}}에 의해 유일하게 결정된다.
*:<math>a_n = a_1 + \Delta a_1 + \Delta a_2 + \cdots + \Delta a_{n-1} = a_1 + \sum_{k=1}^{n-1} \Delta a_k</math>
: 다만, 홀수열 {{수학|1, 3, ...}}과 짝수열 {{수학|2, 4, ...}}처럼, 일계 차수열이 같더라도, 수열의 초항이 다르면 다른 수열이 된다.
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* {{수변|k}}계 차수열의 일반항은 원래 수열의 항에 의해 다음과 같이 전개된다.
*:<math>\Delta^k a_n = a_{n+k} - ka_{n+k-1} + \frac{k(k - 1)}{2}a_{n+k-2} + \cdots + (-1)^k a_n = \sum_{i=0}^k (-1)^i {k \choose i}a_{n+k-i}</math>
* [[단조수열|수열의 단조성]]은 계차수열을 이용해 기술할 수 있다. 수열 {{수학|{{수집mset|''a<sub>n</sub>''}}}}이 [[단조증가]]할 [[필요충분조건]]은 {{수학|Δ''a<sub>n</sub>'' ≥ 0}}이 모든 {{수변|n}}에게 성립하는 것이다. 수열 {{수학|{{수집mset|''a<sub>n</sub>''}}}}이 [[단조감소]]할 필요충분조건은, {{수학|Δ''a<sub>n</sub>'' ≤ 0}}이 모든 {{수변|n}}에게 성립하는 것이다.
* [[아벨 변환]]
* [[슈톨츠-체사로 정리]]
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* 계차수열이 {{수학|(''k'' - 1)}}계 등차수열인 수열은 {{수변|k}}계 등차수열이다.
 
위의 예시 문단에서, 수열 {{수학|{{수집mset|6, 6, ...}}}}은 0계 등차수열이며, 그 수열을 계차수열로 하는 수열인 {{수학|{{수집mset|6''n'' - 6}}}}은 1계 등차수열이다. 마찬가지로 {{수학|{{수집mset|3''n''<sup>2</sup> + 3''n'' + 1}}}}은 2계 등차수열, {{수학|{{수집mset|''n''<sup>3</sup>}}}}은 3계 등차수열이다.
 
어떤 수열 {{수학|{{수집mset|''a<sub>n</sub>''}}}}이 {{수변|m}}계 등차수열일 필요충분조건은, 일반항이 {{수변|n}}에 대한 [[다항식|{{수변|m}}차 다항식]]이라는 것이다.<ref name="WQ" />
 
== 같이 보기 ==