53 votos

¿Cómo cambiar el orden de la suma?

Me he topado, en múltiples ocasiones, con casos en los que necesito cambiar el orden de la suma (usualmente de sumas finitas).

Un problema que vi fue simple $$ \sum_{i=1}^{\infty}\sum_{j=i}^{\infty}f(i,j)=\sum_{j=1}^{\infty}\sum_{i=1}^{j}f(i,j) $$

y puedo pasar de la primera suma a la segunda observando que la restricciones son $$ 1\leq i\leq j<\infty $$ por lo que la primera suma doble no limita en $i$ y limita $j$ a $j\geq i$ . La segunda doble suma no pone ninguna restricción en $j$ pero limita $i$ en relación con $j$ $(1\leq i\leq j)$ .

Aunque este enfoque funciona para ejemplos sencillos como éste. Tengo problemas cuando los límites son más complicados.

El problema actual intercambia lo siguiente $$ \sum_{i=1}^{n-1}\sum_{k=2}^{n-i+1}\to\sum_{k=2}^{n}\sum_{i=1}^{n+1-k} $$

Empecé escribiendo $$ k\leq n-i+1 $$

y consiguió $$ i\leq n-k+1 $$

pero todos los demás límites no están claros para mí ..

el problema es que no puedo utilizar esta técnica ya que no puedo escribir las desigualdades en la misma forma de $$ 1\leq i\leq f(j)\leq n $$

donde $n$ es algún límite (posiblemente $\infty$ ).

Mi pregunta es cómo abordar el segundo ejemplo mediante una técnica que debe ser capaz de manejar casos similares

15voto

E C Puntos 13

Yo resuelvo este tipo de problema con los siguientes pasos:

  1. Dibuja un plano i-k (en general es sobre tu índice ficticio, recuerda que este índice se puede llamar como quieras). Verás que las condiciones sobre la suma generan un triángulo, en este caso.
  2. El último paso es intentar generar el último gráfico cambiando el orden de la suma, es decir, si tu primera suma es sobre i, ahora este índice será el último, por lo que tu primera suma es sobre k en este caso al cambiar el orden.

Pues con estos pasos encontrarás la misma respuesta que pones en la descripción. Yo no pude hacerlo en este momento con gráficos para mostrarte, te animo a que lo intentes de forma única siguiendo estos pasos.

7voto

Puedes verlo de esta manera: buscas sumar todos los términos siguientes:

$$\begin{matrix} &i&1&2&3&4&\cdots&n-2&n-1\\ k\\ 2&&(1,2)&(2,2)&\cdots&\cdots&\cdots&(n-2,2)&(n-1,2)\\ 3&&(1,3)&(2,3)&\cdots&\cdots&\cdots&(n-2,3)\\ 4&&(1,4)&(2,4)\\ 5&&(1,5)&(2,5)\\ \vdots&&\vdots&\vdots&\\\ &&\vdots&(2,n-1)\\ n&&(1,n) \end{matrix}$$

La primera forma en que lo escribiste corresponde a sumar los términos columna por columna, y luego sumar esas sumas. Para convertirlo en la segunda forma, tendrás que sumar los términos de cada fila y luego sumarlos todos. El límite de $i$ se convierte en $1\leq i \leq n- k+1$ en cuanto a $k$ : $2\leq k\leq n$ .

Además, como usted escribió, tenemos $2\leq k\leq n-i+1$ el valor máximo de $k$ se alcanza cuando $i=1$ Así que $2\leq k\leq n$ . En cuanto a los límites de $i$ ¡ya los ha encontrado!

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X