解答 在本例中,自变量 $x$ 被限制在数值序列 ${0, 1, 2, \dots, 360}$ 上。相应的 $y$ 的数值序列可以由公式计算得出
本例中自变量为 $$2, \dots, 360}$$ 。相应的级数公式
因此
$${y_k}_{k=0}^{360} = {15, 14.999, 14.995, 14.990, \dots, 14.999, 15}$$
本例稍后会再次讨论(见第 12.5 节)。
注意在例 7.3 中,我们并没有列出序列的每一个元素,而是依靠 yk 的公式来给出序列中特定元素的值。在例 7.1 中,我们可以用递推关系来确定序列的元素。而在例 7.2 中,却没有公式或递推关系能让我们算出序列的元素。这三个例子代表了总体情况。
级数是各项的扩展求和。例如,一个非常简单的级数是求和
1 + 2 + 3 + 4 + 5 + 6 + 7 + 8 + 9 + 10 + 11
当我们为这类级数寻找一般求和公式时,实际上就把它变成了一个序列,例如,把十一项之和记作 S11,把 n 项之和记作 Sn,其中
$$S_n = 1 + 2 + 3 + \dots + n = \sum_{k=1}^n k$$
级数经常出现在实际问题的数学分析中,我们将在本章后面给出一些重要的例子。
7.2.2 序列的图形表示
如前所述,序列是定义域为非负整数的函数。我们可以用常规的图像来展示其性质,其中自变量(现在是整数 n)表示为沿正 x 轴上的点。这可以显示序列在 n 取较小值时的行为,但不能充分展示其整体行为。另一种方法是将序列的各项相对于 1/n 的值来展示。这使我们能够看到整个序列,但方式相当“压缩”。当序列的各项由递推关系生成时,还有第三种方法可用,称为蛛网图。我们将在下面的例子中说明这三种方法。
例 7.4 计算序列 $\left{1 + \frac{(-1)^n}{n}\right}_{n=1}^{10}$ 并用图形说明答案。