"수열"의 두 판 사이의 차이

수학노트
둘러보기로 가기 검색하러 가기
 
(사용자 3명의 중간 판 30개는 보이지 않습니다)
1번째 줄: 1번째 줄:
<h5>간단한 요약</h5>
+
==개요==
 +
* 자연수 집합을 정의역으로 갖는 함수
 +
* n에 대응되는 값을 <math>a_n</math>과 같이 첨자(index)를 사용해서 표시함.
 +
* <math>\{a_k\}_{k=0}^\infty</math>은 수열 <math>a_0, a_1, a_2, a_3, a_4, \cdots</math>을 나타냄
 +
  
* 숫자를 나열한 것. 보통 <일정한 규칙을 가지고> 라는 조건이 붙는 경우가 많음.
 
* 정의역이 자연수인 함수로 생각할 수 있음.
 
* 항이 유한 개 있으면 유한수열, 항이 무한히 많으면 무한수열.
 
* 보통 n 번째 수를  과 같이 첨자(index)를 사용해서 표시함. 즉,  는 수열. a 대신 다른 알파벳을 써도 무방함.
 
* 영어로는 Sequence 라고 한다. 이 단어를 <수열> 이라고 번역하는 바람에, 실수열, 함수열, 행렬열, 벡터열, … 이 모두 수열에 속하게 되었다.
 
  
<h5>배우기 전에 알고 있어야 하는 것들</h5>
+
==중요한 개념 및 정리==
 +
*  수열을 정의하는 두 가지 방법 : 일반항과 점화식
 +
**  일반항 : <math>a_n</math>이 <math>n</math>의 함수로 주어지는 경우
 +
**  점화식 : 여러 항 사이의 관계식으로 수열이 주어지는 경우
 +
*** 점화식에서 일반항을 찾아내는 것은 중요한 문제임.
 +
**  번째 수를 알아 내기 위해서는 초항부터 (n-1) 번째 항까지의 모든 수를 다 알아야 한다는 단점이 있지만, 컴퓨터로 큰 항을 계산할 때는 점화식이 더 편리할 때가 많다. 컴퓨터는 정수 계산이 실수 계산보다 훨씬 빠르고, 프로그래밍 과정에서 점화식은 메모리를 거의 차지하지 않도록 할 수 있다. ( 의 과정에서) 
  
 
 
  
 
 
  
<h5>중요한 개념 및 정리</h5>
+
==기본적인 수열의 예==
 +
* [[등차수열]]
 +
* [[등비수열]]
 +
* [[피보나치 수열]]
  
*  일반항 : n 번째 수가 무엇인지 알려 주는 식.<br>
 
** ex)  의 일반항을 가지는 수열 :
 
*  점화식 : 항 사이의 관계식을 써서 수열을 나타낸 식.<br>
 
** ex) 점화식  을 만족하고 첫번째 항이  인 수열 :
 
** 점화식에서 일반항을 찾아내는 것은 중요한 문제임.
 
*  부분합 : 수열  에서 새로운 수열  을  로 해서 만들어 낼 수 있다. 이 수열 을  의 <부분합> 이라고 부른다. 즉,  : <br>
 
**  일 때  이므로, 부분합의 일반항을 알면 수열의 일반항을 구할 수 있다.
 
** 급수 : n 이 무한히 커질 때 부분합  이 어떤 수에 무한히 가까워질 때, 그것을 <급수> 라고 한다.
 
*  등차수열<br>
 
** 2, 5, 7, 11, … 와 같이 일정한 숫자를 더해가는 수열.
 
** 일반항 : 처음 항  와 더해 주는 수  가 이루는 등차수열 :
 
** 점화식 : . 이때  는 <공차> 라고 부른다.
 
** 등차중항 : 연속한 세 수가 등차수열을 이루면 가운데 수는 양 끝의 수의 평균이다.
 
** 부분합 :
 
*  등비수열<br>
 
**  와 같이 일정한 숫자를 곱해가는 수열.
 
** 일반항 : 처음 항  와 곱해 주는 수  이 이루는 등비수열 :
 
** 점화식 : . 이때  은 <공비> 라고 부른다.
 
** 등비중항 : 연속한 세 수가 등비수열을 이루면 가운데 수는 양 끝의 수의 기하평균이다.
 
** 부분합 :
 
** (Tip) : 모든 항이 양수인 등비수열인 경우, 각 항에 로그를 취한 수열은 등차수열이 된다.
 
*  수열의 극한 : 수렴과 발산.<br>
 
**  무한수열의 항이 어떤 수  에 무한히 가까이 접근해 갈 때, <수열이  에 수렴한다> 라고 말한다.<br>
 
*** ex) 수열  은 로 수렴한다.
 
*** ex) 수열  은  으로 수렴한다.
 
**  무한수열이 수렴하지 않을 때 <수열이 발산한다> 라고 말한다.<br>
 
***  수열의 항이 무한히 커져 갈 때 <수열이 ∞(무한대)로 발산한다> 라고 한다.<br>
 
**** ex) 수열  는 무한대로 발산한다.
 
**** ex) 수열  는 -∞(음의 무한대)로 발산한다.
 
**** <무한대> 라는 개념은, <어떤 실수보다 큰 수가 존재해서 그 수를 무한대라 한다> 는 것이 아니라, <한없이 커져 가는 상태> 라고 생각해야 한다.
 
***  발산하는 수열의 항이 ∞ 나 -∞ 로 발산하지 않는 경우 <수열이 진동한다> 라고 한다.<br>
 
**** ex) 수열 는 진동한다.
 
**** ex) 수열  는 진동한다. <br>
 
*  시그마 기호 <br>
 
** 합을 나타내기 위한 기호. 이 기호를 사용하면 … 등의 표현을 쓰지 않아도 됨.
 
** 이다. 여기서  는 다른 문자여도 무방함. 즉
 
**  ,  (시그마 기호의 선형성)
 
**  예<br>
 
***  : 등차수열의 부분합
 
***  : 등비수열의 부분합
 
** 에 대한 다항식으로 이루어진 수열의 부분합은 구할 수 있다.<br>
 
***  예<br>
 
****
 
****
 
****
 
****
 
****  (전혀 알 필요 없는 식이지만, 알고 싶은 학생을 위하여)
 
**  망원급수(telescopic sum) : 교육 과정 외이나 알아 두면 굉장히 도움이 됨. (외우지 말고 꼴을 익혀 주세요)<br>
 
***  위의 꼴로 수열을 변형시키면 쉽게 부분합을 구할 수 있다.<br>
 
**** ex)
 
**** ex)
 
*  여러 가지 수열<br>
 
**  계차수열 : 어떤 수열의 각 항의 차로 이루어진 수열.<br>
 
*** ex) 수열  의 계차수열은  가 된다.
 
***  수열  의 계차수열이  인 경우<br>  이다. 여기에서 모든 항을 더하면<br> 가 되어, 계차수열의 일반항을 아는 경우 원래 수열의 일반항을 알 수 있게 된다.<br>
 
** 군수열 : 적절히 그룹을 지어 규칙을 찾아낼 수 있는 수열.
 
*  점화식(푸는 법).<br>
 
** Tip) 점화식을 유형별로 분류하여 일반항을 <em class="underline">외우지 '''않는''' 것</em>을 추천함. 익숙해지면 기본적인 점화식으로 변형해서 푸는 것이 더 빨라짐. 제발 부탁이니 수많은 점화식을 다 외우는 뻘짓을 하지 않기를 바랍니다. 제발 부탁입니다. <br>
 
** 점화식을 푸는 것이란 : 점화식이 만족하는 수열의 일반항을 알아 내는 것.
 
** 보통의 경우 초기항이 주어져야 완전한 답을 낼 수 있다.
 
**  기본적인 점화식:<br>
 
***  : 등차수열
 
***  : 등비수열
 
***  : 위의 <계차수열> 참고.
 
***  : 계차수열을 통한 풀이에서, <모든 항을 더하>지 않고 <모든 항을 곱하>면 됨.
 
**  기본 점화식의 응용<br>
 
*** <br>
 
**** 양변에 적당한 상수를 더하면  꼴로 만들 수 있다.
 
**** 일반항이  인 수열은 공비  인 등비수열,
 
****  적당한 상수  는 어떻게 찾냐고? 생각해 볼 것.<br>  <br>
 
****  ex) , 초기항 1<br> 양변에 3을 더하면 , 적당한 상수  에 대하여 <br> 초항을 만족시키는  값은 2이므로, <br>
 
***  점화식에 덧셈 기호가 없을 때<br>
 
****  로그를 취하면 도움이 됨. 로그의 밑은 계산이 간단하도록 적절히 선택하기.<br>  <br>
 
****  ex)  : 밑 2 인 로그를 취하면 <br> 이제 에 대한 점화식을 풀면 됨. (양변에 2를 더해서 …)<br>
 
***  점화식이 분수꼴일때<br>
 
****  역수를 취하면 도움이 될 때가 많음. (만능은 아님)<br>  <br>
 
**** ex)  : 역수를 취하면 . 이제  에 대한 점화식으로 보고 풀면 됨.
 
***  꼴의 점화식<br>
 
****  일 때<br>
 
***** 잘 정리하면  의 형태로 만들 수 있다. 그러면  에 대한 등차수열이라고 생각하고  을 구한다.
 
***** 계차수열을 알 때 일반항을 구하는 건 할 수 있지?
 
****  일 때 : (교육 과정 외, 이 점화식만은 외우는 것을 권장함. 유도 과정이 너무 길다.)<br>
 
*****  결론부터 말하자면,<br>
 
******  의 두 근을  라 하면,  꼴이며, 초기항 두 개를 아는 경우 상수를 찾을 수 있다.
 
****** 중근  를 가지는 경우에는  꼴이 된다.
 
*****  의 두 근  에 대하여,  이다. (근과 계수와의 관계) 그러므로<br> 라고 쓸 수 있다.<br>
 
*****  이제  으로 쓸 수 있다.  에 대한 등비수열을 풀기.<br> 로도 쓸 수 있다.  에 대한 등비수열을 풀기.<br>
 
***** 연립해서  을 소거하면 끝!
 
***** 이 점화식을  인 점화식에 적용해서 풀지 말라는 법도 없다. 한 근이 무조건 1 이 나옴.
 
***  꼴의 점화식<br>
 
**** 양변을  로 나눈 후,  에 대한 점화식을 푸는 것이 한 방법.  이 등비수열인 경우 효과적이다.
 
  
 
+
==또다른 수열의 예==
 +
* [[루카스 수열]]
 +
* [[카탈란 수열(Catalan numbers)]]
  
 
+
  
<h5>재미있는 문제 </h5>
+
==메모==
 
+
*(보통 제 1 항부터 시작하지만, 제 0 항 <math>a_0</math>부터 시작하는 경우도 있다.)
 
+
*<math>a</math>대신 다른 알파벳을 써도 무방함.
 
+
* 숫자를 나열한 것. 보통 <일정한 규칙을 가지고> 라는 조건이 붙는 경우가 많음.
 
+
* 항이 유한 개 있으면 유한수열, 항이 무한히 많으면 무한수열.
 
+
* 영어로는 Sequence 라고 한다. 이 단어를 <수열> 이라고 번역하는 바람에, 실수열, 함수열, 행렬열, 벡터열, … 이 모두 수열에 속하게 되었다.
<h5>관련된 개념 및 나중에 더 배우게 되는 것들</h5>
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
<h5>관련있는 다른 과목</h5>
 
 
 
 
 
  
 
 
  
<h5>관련된 대학교 수학</h5>
 
  
 
+
==관련된 항목들==
 +
* [[04 부분합과 급수|부분합과 급수]]
 +
* [[03 시그마 기호 : 합의 기호의 도입|시그마 기호 ]]
 +
* [[수열의 극한]]
 +
* [[06 여러 가지 수열|여러 가지 수열]]
 +
* [[점화식]]
 +
* [[생성함수]]
 +
* [[차분방정식(difference equation) 과 유한미적분학 (finite calculus)]]
 +
* [[수열의 오일러 변환]]
 +
* [[단봉수열 (unimodal sequence)]]
  
 
+
==관련된 개념 및 나중에 더 배우게 되는 것들==
  
<h5>참고할만한 도서 및 자료</h5>
+
* [[생성함수|http://pythagoras0.springnote.com/pages/1987712]]
  
 
+
  
 
+
==관련있는 다른 과목==
  
<h5>동영상 강좌</h5>
+
* 이산수학
 +
[[분류:고교수학]]
 +
[[분류:수열]]

2020년 12월 28일 (월) 02:32 기준 최신판

개요

  • 자연수 집합을 정의역으로 갖는 함수
  • n에 대응되는 값을 \(a_n\)과 같이 첨자(index)를 사용해서 표시함.
  • \(\{a_k\}_{k=0}^\infty\)은 수열 \(a_0, a_1, a_2, a_3, a_4, \cdots\)을 나타냄


중요한 개념 및 정리

  • 수열을 정의하는 두 가지 방법 : 일반항과 점화식
    • 일반항 \[a_n\]이 \(n\)의 함수로 주어지는 경우
    • 점화식 : 여러 항 사이의 관계식으로 수열이 주어지는 경우
      • 점화식에서 일반항을 찾아내는 것은 중요한 문제임.
    • 번째 수를 알아 내기 위해서는 초항부터 (n-1) 번째 항까지의 모든 수를 다 알아야 한다는 단점이 있지만, 컴퓨터로 큰 항을 계산할 때는 점화식이 더 편리할 때가 많다. 컴퓨터는 정수 계산이 실수 계산보다 훨씬 빠르고, 프로그래밍 과정에서 점화식은 메모리를 거의 차지하지 않도록 할 수 있다. ( 의 과정에서)


기본적인 수열의 예


또다른 수열의 예


메모

  • (보통 제 1 항부터 시작하지만, 제 0 항 \(a_0\)부터 시작하는 경우도 있다.)
  • \(a\)대신 다른 알파벳을 써도 무방함.
  • 숫자를 나열한 것. 보통 <일정한 규칙을 가지고> 라는 조건이 붙는 경우가 많음.
  • 항이 유한 개 있으면 유한수열, 항이 무한히 많으면 무한수열.
  • 영어로는 Sequence 라고 한다. 이 단어를 <수열> 이라고 번역하는 바람에, 실수열, 함수열, 행렬열, 벡터열, … 이 모두 수열에 속하게 되었다.


관련된 항목들

관련된 개념 및 나중에 더 배우게 되는 것들


관련있는 다른 과목

  • 이산수학