ลําดับและอนุกรม ม.6
ลำดับและการเขียนลำดับ
ลำดับ (Sequences) หมายถึง ตัวเลขชุดหนึ่งที่เขียนเรียงกันภายใต้กฎเกณฑ์ที่กำหนดให้
นิยาม : ฟังก์ชันที่มีโดเมน (Domain) (สมาชิกตัวหน้า) เป็นเซตของจำนวนเต็มบวกที่เรียงจากน้อยไปมากโดยเริ่มตั้งแต่ 1 และมีเรนจ์ (Range) (สมาชิกตัวหลัง) เป็นเซตของจำนวนจริง
แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ
1. ลำดับที่มีโดเมนเป็นเซตของจำนวนเต็มบวก { 1, 2, 3, …, n } เรียกว่า ลำดับจำกัด (Finite Sequence)
2. ลำดับที่มีโดเมนเป็นเซตของจำนวนเต็มบวก { 1, 2, 3, … } เรียกว่า ลำดับอนันต์ (Infinite Sequence)
โดยทั่วไปแล้วการเขียนฟังก์ชันเรามักจะใช้ตัว f, g ,h เป็นตัวบอกฟังก์ชัน แต่สำหรับลำดับ จะใช้ตัว a ในการเขียนแทน นั่นคือ a(x) หรือสามารถเขียนแทนได้ด้วย ax เช่น a(1) แทนด้วย a1 , a(n) แทนด้วย an เป็นต้น
ลำดับทั่ว ๆ ไป โดยแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ได้แก่
- ลำดับจำกัด คือ ลำดับซึ่งมีจำนวนพจน์จำกัด โดยฟังก์ชันจะเป็นลำดับที่มีโดเมนเป็น { 1, 2, 3, …, n }
- ลำดับอนันต์ คือ ลำดับซึ่งมีจำนวนพจน์ไม่จำกัด โดยฟังก์ชันเป็นลำดับที่มีโดเมนเป็น { 1, 2, 3, … }
ลำดับ คือ กลุ่มของตัวเลขที่มีความสัมพันธ์กัน ซึ่งแบ่งออกเป็น 2 รูปแบบใหญ่ ๆ คือ
- ลำดับเลขคณิต คือ ลำดับที่มีผลต่างของพจน์ที่ n+1 กับพจน์ที่ n โดยมีค่าคงที่เป็นผลต่างร่วม (d)
ตัวอย่าง
1, 3, 5, 7, 9 …. มี d = 2
9, 6, 3, 0, …. มี d = -3 - ลำดับเรขาคณิต คือ ลำดับที่มีอัตราส่วนของพจน์ที่ n+1 กับพจน์ที่ n โดยมีค่าคงที่เป็นอัตราส่วนร่วม (r)
ตัวอย่าง
3, 6, 12, 24 …. มี r = 2
2, -4, 8, -16 … มี r = -2
ลำดับหลายชั้น เป็นลำดับเลขอนุกรม มีค่าความแตกต่างระหว่างตัวเลขมีลักษณะเป็นเลขอนุกรมด้วย
ลำดับเว้นระยะ เป็นลำดับเลขอนุกรม ซึ่งประกอบด้วยอนุกรมมากกว่า 1 ซ้อนกันอยู่ภายในโจทย์เดียวกัน
ลำดับแบบมีค่าแตกต่างเป็นชุด เป็นลำดับอนุกรมที่เกิดจากค่าความแตกต่างที่เป็นชุด คือหลายตัวประกอบขึ้นมาและใช้ค่าแตกต่างที่เป็นชุดดังกล่าวในการพิจารณาเลขอนุกรมลำดับถัดไป
ลำดับยกกำลัง เป็นลำดับเลขอนุกรม ซึ่งเกิดจากการยกกำลังของตัวเลขต่าง ๆ หรืออาจเกิดจากค่าความแตกต่างที่อาจเป็นเลขยกกำลัง
อนุกรม คือ ผลจากการบวกสมาชิกทุกตัวของลำดับไม่จำกัดเข้าด้วยกัน โดยที่
- ถ้า a1, a2, a3, …, an เป็น ลำดับจำกัด ที่มี n พจน์ เราจะเรียกการเขียนแสดงผลบวกของพจน์ทุกพจน์ของลำดับในรูป a1 + a2 + a3 + … + an ว่า อนุกรมจำกัด
- และ ถ้า a1, a2, a3, …, an, … เป็น ลำดับอนันต์ จะเรียกการเขียนแสดงผลบวกในรูป a1 + a2 + a3 + … + an + … ว่า อนุกรมอนันต์
จากอนุกรม a1 + a2 + a3 + … + an + … โดยทั่วไปจะเรียก
- a1 ว่าพจน์ที่ 1 ของอนุกรม
- a2 ว่าพจน์ที่ 2 ของอนุกรม
- a3 ว่าพจน์ที่ 3 ของอนุกรม
- an ว่าพจน์ที่ n ของอนุกรม
อนุกรมเลขคณิต คือ ผลบวกของลําดับเลขคณิต อธิบายได้ว่า
เมื่อ a1, a1 + d, a1 + 2d, …, a1 + (n – 1)d เป็นลำดับเลขคณิต
จะได้ a1 + (a1 + d) + (a1 + 2d) + … + (a1 + (n – 1)d) เป็นอนุกรมเลขคณิต
ซึ่งมี a 1 เป็นพจน์แรกของอนุกรม และ d เป็นผลต่างร่วมของอนุกรมเลขคณิต ซึ่งจากบทนิยามจะได้ว่า
ถ้า a1, a2, a3, …, an เป็น ลำดับเลขคณิต ที่มี n พจน์ เราจะเรียกการเขียนแสดงผลบวกของพจน์ทุกพจน์ของลำดับ a1 + a2 + a3 + … + an ว่า อนุกรมเลขคณิต และผลต่างร่วม ( d ) ของลำดับเลขคณิต เป็นผลต่างร่วมของอนุกรมเลขคณิตด้วย
อนุกรมเรขาคณิต คือ ผลบวกของลําดับเรขาคณิต โดยอนุกรมที่ได้จากลำดับเรขาคณิตจะเรียกว่า อนุกรมเรขาคณิต และอัตราส่วนร่วมของลำดับเรขาคณิตจะเป็นอัตราส่วนร่วมของอนุกรมเรขาคณิตด้วย
กำหนด a1, a1r, a1r2, …, a1r n-1 เป็นลำดับเรขาคณิต
จะได้ a1 + a1r + a1r2 + … + a1r n-1 เป็นอนุกรมเรขาคณิต
ซึ่งมี a1 เป็นพจน์แรก และ r เป็นอัตราส่วนร่วมของอนุกรมเรขาคณิต โดยจากบทนิยามจะได้ว่า
ถ้า a1, a2, a3, …, an เป็นลำดับเรขาคณิตที่มี n พจน์ จะเรียกการเขียนแสดงผลบวกของพจน์ทุกพจน์ของลำดับในรูป a1 + a2 + a3 + … + an ว่า อนุกรมเรขาคณิต
