総和・総乗・積分の順序反転逆演算
総和・総乗・積分の順序反転逆演算
総和・総乗・積分について次が成り立つ。
総和・総乗・積分について次が成り立つ。
(1)総和
\[ \sum_{k=a}^{b}f\left(k\right)=-\sum_{k=b+1}^{a-1}f\left(k\right) \](2)総乗
\[ \prod_{k=a}^{b}f\left(k\right)=\prod_{k=b+1}^{a-1}f^{-1}\left(k\right) \](3)積分
\[ \int_{a}^{b}f\left(x\right)dx=-\int_{b}^{a}f\left(x\right)dx \](1)
\begin{align*} 0 & =\sum_{k=a}^{a-1}f\left(k\right)\\ & =\sum_{k=a}^{b}f\left(k\right)+\sum_{k=b+1}^{a-1}f\left(k\right) \end{align*} より、\[ \sum_{k=a}^{b}f\left(k\right)=-\sum_{k=b+1}^{a-1}f\left(k\right) \] となるので与式は成り立つ。
(2)
\begin{align*} 1 & =\prod_{k=a}^{a-1}f\left(k\right)\\ & =\left(\prod_{k=a}^{b}f\left(k\right)\right)\prod_{k=b+1}^{a-1}f\left(k\right) \end{align*} より、\begin{align*} \prod_{k=a}^{b}f\left(k\right) & =\left(\prod_{k=b+1}^{a-1}f\left(k\right)\right)^{-1}\\ & =\prod_{k=b+1}^{a-1}f^{-1}\left(k\right) \end{align*} となるので与式は成り立つ。
(3)
\(f\left(x\right)\)の原始関数を\(F\left(x\right)\)とおくと、\begin{align*} \int_{a}^{b}f\left(x\right)dx & =\int_{a}^{b}\frac{dF\left(x\right)}{dx}dx\\ & =\left[F\left(x\right)\right]_{a}^{b}\\ & =F\left(b\right)-F\left(a\right)\\ & =-\left\{ F\left(a\right)-F\left(b\right)\right\} \\ & =-\left[F\left(x\right)\right]_{b}^{a}\\ & =-\int_{b}^{a}\frac{dF\left(x\right)}{dx}dx\\ & =-\int_{b}^{a}f\left(x\right)dx \end{align*} となるので与式は成り立つ。
ページ情報
タイトル | 総和・総乗・積分の順序反転逆演算 |
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総和・総乗・積分の順序・区間反転公式
\[
\sum_{k=a}^{b}f\left(k\right)=\sum_{k=a}^{b}f\left(a+b-k\right)
\]
分母と分子交互に根号の総乗
\[
\prod_{k=1}^{\infty}\frac{\sqrt[2k-1]{\alpha}}{\sqrt[2k]{\alpha}}=2^{\Log\alpha}
\]
積の形の無限多重根号
\[
\sqrt[a_{1}]{r_{1}\sqrt[a_{2}]{r_{2}\cdots\sqrt[a_{n}]{r_{n}}}}=\exp\left\{ \sum_{k=1}^{n}\left(\Log\left(r_{k}\right)\prod_{j=1}^{k}\frac{1}{a_{j}}\right)\right\}
\]
始点・終点に関して対称な形を含む総和・積分
\[
\sum_{k=a}^{b}\frac{f\left(k\right)}{f\left(k\right)+f\left(a+b-k\right)}=\frac{b-a+1}{2}
\]