Elementaire combinatoriek: Sommatie- en productteken
Eigenschappen van het somteken
Een sommatie kan op verschillende manieren uitgerekend wordt, bijvoorbeeld via een andere rangschikking van de termen. De volgende eigenschappen van het somteken spelen hier een rol.
Somregel \[\sum_{i=m}^{n}(a_i+b_i)=\left(\sum_{i=m}^{n}a_i\right)+\left(\sum_{i=m}^{n}b_i\right)\]
Constante factorregel \[\sum_{i=m}^{n}(c\cdot a_i)=c\cdot \sum_{i=m}^{n}a_i\] voor zekere constante \(c\).
Sommatie van een constante \[\begin{aligned}\sum_{i=m}^{n}c&=c\cdot \sum_{i=m}^{n}1\\[0.25cm] &=c\cdot(n-m+1)\end{aligned}\] voor zekere constante \(c\).
Verandering van grenzen en index \[\sum_{i=m}^{n} a_i= \sum_{j=m+r}^{n+r}a_{j-r}\] voor zeker geheel getal \(r\), waarbij we de sommatie-index \(i\) vervangen hebben door \(j\) via \(j=i+r\).
Commutativiteitsregel \[\sum_{i=1}^{n}\sum_{j=1}^{m} a_{ij}=\sum_{j=1}^{m}\sum_{i=1}^{n} a_{ij}\] waarbij we hier een dubbele index \(ij\) gebruikt hebben.
Voorbeeld 1 Je kunt \[\sum_{k=1}^{10}2k\] op zijn minst op twee manieren uittrekenen: door alle termen op te tellen en door de constantefactorregel te gebruiken. \[\begin{aligned}\sum_{k=1}^{10}2k&= 2+4+6+8+10+12+14+16+18+20\\[0.25cm]&=110\end{aligned}\] Maar ook m.b.v. de constante factorregel: \[\begin{aligned}\sum_{k=1}^{10}2k&=2\cdot \sum_{k=1}^{10}k\\[0.25cm]&=2\cdot(1+2+3+4+5+6+7+8+9+10)\\[0.25cm]&=2\cdot 55\\[0.25cm]&=110\end{aligned}\]