Gebruiker:Hesselp/Kladblok5

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Reeks (wiskunde) - overleg-versie 2 mei 2019[bewerken | brontekst bewerken]

0 Oneindige reeks of kortweg reeks is in de wiskunde een oude, ten dele door 'rij' vervangen, naam voor: een oneindige rij met getallen[1] als termen. [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]Reeks heeft de voorkeur behouden in onder meer: 'reeksvoorstelling van een getal' [9], 'reeksontwikkeling van een functie', 'taylorreeks', 'fourierreeks', 'machtreeks' en 'binomiaalreeks'; bij veel auteurs ook in andere situaties waarin de partieelsommenrij en/of de eventuele som van zo'n rij beschouwd wordt.[10]
De dubbele betekenis van 'convergent' en 'convergeren' [11] leidt tot onregelmatige nomenclatuur en meerduidige notaties.


1 Onregelmatig woordgebruik[12]
1.1 'Convergente (termconvergente) rij'  naast  'convergente (somconvergente) reeks'
Het gangbare taalgebruik, ook buiten het Nederlands[13], maakt betekenisverschil tussen enerzijds 'convergente rij' [14] (soms: 'convergerende rij' [15])   en anderzijds  'convergente reeks' [16] (soms: 'convergerende reeks' [17]) .
In deze combinaties gaat het bij het woord 'rij' om het convergeren van de aparte termen (),  en bij het woord 'reeks' om het convergeren van de samengenomen termen (de partiële sommen ).
Ofwel: 'rij' + 'convergent'  duidt op een termlimiet, en 'reeks' + 'convergent'  op een somlimiet.

1.2 'Sommeerbare rij'  naast  'sommeerbare reeks'
Vanaf het midden van de 20e eeuw wordt een rij waarvan de partieelsommem convergeren, ook "sommeerbare rij " genoemd.[18] [19]  Het woord 'convergent' komt bij die auteurs uitsluitend voor in de combinatie 'convergente rij'.

'Sommeerbare reeks'  komt al eerder voor, als benaming voor een getallenrij waarvan de partieelsommen geen limiet hebben maar waar de een of andere alternatieve 'sommatiemethode' wel tot een limiet leidt[20]: Cesàro-sommeerbaar, Abel-sommeerbaar, Borel-sommeerbaar en andere.[21]

1.3 'Komma-notatie'  naast  'plusteken-notatie'[22]
Voor schriftelijke notaties geldt het volgende:
Als een oneindige getallenrij 'rij'  genoemd wordt, is gebruikelijk[23]:
of of
en als een oneindige getallenrij 'reeks'  genoemd wordt:
of of [24] .


2 Meerduidige notatie
De formulevorm kan, net als de vormen en , drie dingen betekenen:
(1) de limiet van de somrij (rij van partiële sommen) van de rij ,  (2) de somrij van de rij ,  (3) de rij zelf.
Voorbeeld:

is de som van indien convergeert

staat voor

het getal is de som van de rij indien de rij convergeert

en met de haakjes-notatie voor rijen

het getal is de som van de rij indien de rij convergeert.


3 Absolute sommeerbaarheid van een rij, absolute convergentie van een reeks
Een getallenrij/reeks (algemene term ) waarvoor geldt dat de rij een limiet heeft, wordt traditioneel een absoluut convergente reeks genoemd; meer recent ook wel een absoluut sommeerbare rij [25]. Een dergelijke rij is zelf eveneens sommeerbaar en de som blijft onveranderd onder welke permutatie van de termen dan ook.


4 Termen van een rij/reeks, som van een rij/reeks, limiet van een rij
In combinatie met  "de termen van de . . ."  of met  "de som van de . . ."  maakt "rij" dan wel "reeks" geen verschil in betekenis:
- de 7e term van de omgekeerde-kwadratenrij  =  de 7e term van de omgekeerde-kwadratenreeks,
- de som van de omgekeerde-kwadratenrij  =  de som van de omgekeerde-kwadratenreeks.
In combinatie met  "de limiet van de . . ."  wordt voornamelijk "rij" gebruikt. Want bij "reeks" kan er twijfel zijn of het om de limiet van de termen of om de limiet van de partieelsommen gaat, een duidelijke conventie op dit punt ontbreekt.[26]


4bis Cauchyproduct van twee rijen/reeksen. Stelling van Mertens
Onder het cauchyproduct van een rij/reeks met algemene term en een rij/reeks met algemene term , verstaat men de rij/reeks met algemene term .
Stelling van Mertens:  Als van twee rijen/reeksen de ene het getal A als som heeft en de andere het getal B, en (minstens) een van beide is absoluut sommeerbaar / absoluut convergent, dan heeft het cauchyproduct van die rijen het getal A×B als som.


5 Vroeger anders
Voor een rij met een termen-limiet waren tot rond het eind van de 19e eeuw de benamingen 'convergente rij', 'convergent sequence', 'convergente Folge', 'suite convergente', niet gebruikelijk[27].  En de naam 'convergente reeks' (en synoniemen), was al - en is nog steeds - in gebruik voor een rij met een sommen-limiet (zie citaten bij noot 16 en 17). Men wilde irrationale grootheden willekeurig dicht benaderen met oneindig doorlopende breukenrijen[28], waarbij bleek dat het eenvoudiger is om de bedoelde grootheid te beschrijven als limiet van partieelsommen (soms partieelproducten) van een rij, dan als limiet van de termen van een rij.  Met 'convergentie' werd de belangrijkste eigenschap van de rij bedoeld: het sommeerbaar zijn (het hebben van een somlimiet).  De gangbare notatie met plustekens (soms komma's[29] of alleen spaties[30]) tussen de begintermen past bij dit hoofdgebruik van getallenrijen.

Tot in het begin van de 19e eeuw komt  'convergente (convergerende) reeks'  voor als aanduiding voor een rij getallen met 0 als limiet, een nulrij.[31]   Gauss heeft expliciet gewezen op het meerduidige gebruik van  'convergente reeks'.[32]

In het verleden werd met 'sommeerbare reeks' en 'niet-sommeerbare reeks' het al dan niet bestaan van een 'gesloten vorm' voor de partieelsommen-limiet aangeduid. Waarbij het gesloten vorm geleidelijk aan een ruimere interpretatie kreeg.[33]


6 Grote variatie in beschrijvingen van wat met "oneindige reeks" bedoeld kan zijn
De geleidelijke, eind 19e eeuw begonnen, betekenisverschuiving van de woorden "convergent" en "convergeren" - van somlimiet-hebbend naar termlimiet-hebbend – heeft geleid tot een enorme verscheidenheid aan pogingen om 'de' betekenis van de aanduiding "oneindige reeks" vast te leggen. De volgende varianten zijn in de (leerboeken-)literatuur te vinden, op volgorde van gevonden oudste vermelding:

a - een combinatie van wiskunde-symbolen (expressie) van de vorm
 ,    ,     of    
   met een context-afhankelijk betekenis[34]
b - het resultaat van het onbegrensd laten groeien van de term-index[35]
c - een veelterm met een oneindig aantal termen[36]
d - een oneindige rij, gegeven door z'n verschilrij[37]
e - de som van een oneindig aantal termen[38]
f - het resultaat van het vormen van de rij der partieelsommen[39]
g - het koppel van een rij en z’n somrij[40]
h - een geïndiceerde som[41]
i - een rij waarvan de termen opgeteld dienen te worden[42]
j - een formele som[43]
k - een bepaalde formele uitdrukking[44]
l - een rij van zijn partiële sommen[45]
m - een rij waarvan de termen de partieelsommen zijn van een andere rij [46]
n - de som van de termen van een rij[47]
o - een oneindige som[48]
p - het resultaat van het optellen van de termen van een oneindige rij[49]
q - een wiskundig proces dat vraagt om een oneindig aantal optellingen[50]
r - een rij van termen waaruit een rij van partiële sommen is afgeleid[51]
s - een som van een aftelbaar aantal termen[52]
t - de afbeelding die aan een rij z’n somrij (partieelsommenrij) toevoegt[53]
u - het resultaat van het vormen van de som van alle termen van een rij[54]
v - een oneindige optelling van getallen[55]
w - de limiet van de somrij van een sommeerbare rij[56]
x - het resultaat van het belangstelling hebben voor de partiële sommen van een rij[57]
y - de bewerking van het een voor een toevoegen van termen van een rij[58]
z - de optelling van een oneindige rij termen[59]
aa - een som met oneindig veel termen[60]
bb - een recurrente rij[61]
cc - geen poging tot betekenis-beschrijving[62].


7 Literatuur

  • Encyclopédie de Diderot et d'Alembert, 1751-1772. Voor het uitgebreide lemma 'SÉRIE ou SUITE', geschreven door Jean le Rond d'Alembert, zie tome XV (1765) blz. 93.  Een becommentarieerde versie staat hier.
  • M.J. Belinfante, Bijvoegsel van het NTvW, 1925 jrg. 1 - 4, blz. 142-160 (Convergentie en som van oneindige Reeksen)
  • E.J. Dijksterhuis, Bijvoegsel van het NTvW, 1927 jrg. 3 - 3/4, blz. 92-101 (over reeksen: blz. 98-101)
  • P.G.J. Vredenduin, Euclides, 1959 jrg. 35 - 2, blz. 49-78 (over reeksen: blz. 57-59)
  • P.G.J. Vredenduin, F. van der Blij, Euclides, 1967 jrg. 43 - 1, blz. 22-23 (Korrel CXL Rij en reeks)
  • A. Van Rooij, Nieuw Archief voor Wiskunde vijfde serie, 2009 jrg. 10 - 1, blz. 62-63 (rubriek De derde wet)
  • 'Reeks'-loze analyseboeken (zonder de traditionele naam 'reeks' voor een rij in sommatie-contexten)
    • A. van Rooij, Analyse voor Beginners, 1e druk 1986, Epsilon uitgave nr. 6 (par. 8: Sommatie)
    • B. Kaper, H. Norde, Inleiding in de analyse, 1e druk 1996, Academic Service (par. 11: Sommeerbaarheid van een rij)
  • Mathematics Educators Stack Exchange (Vragen over de didactiek rond 'reeksen'.)
    • How can I teach my students the difference between a sequence and a series? maart 2014
    • For calculus students, what should be the intuition or motivation behind series? april 2014
    • Whats the difference between a series and sequence? mei 2016
  • Les Mathématiques net, 2011, forumdiscussie over de Definition de la notion de série numérique