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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA ALUNO: SAMUEL CANTOARIA FERREIRA SOMATÓRIOS E PRODUTÓRIOS 1. SOMATÓRIOS Sejam os 𝑛 > 1 inteiros 𝑎1,𝑎2,𝑎3, … 𝑎𝑛. Para indicar soma desses 𝑛 números utilizamos a notação: ∑ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 (lê-se: somatório de 𝑎𝑖 de 𝑖 a 𝑛). Exemplo. Temos: ∑ 10𝑖 = 10.1 + 10.2 + 10.3 + 10.4 + 10.5 + 10.6 = 210 6 𝑖=1 1.1 Propriedades Teorema 1. Demonstração: Desenvolvendo o primeiro membro temos: ∑(𝑎𝑖 + 𝑏𝑖) 𝑛 𝑖=1 = (𝑎1 + 𝑏1) + ⋯ + (𝑎𝑛 + 𝑏𝑛) = 𝑎1 + 𝑎2 + ⋯ + 𝑎𝑛 + 𝑏1 + 𝑏2+. . . +𝑏𝑛 = ∑ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 + ∑ 𝑏𝑖 𝑛 𝑖=1 Teorema 2. Demonstração: Desenvolvendo o primeiro membro temos: ∑ 𝑎 𝑛 𝑖=1 = 𝑎 + 𝑎 + ⋯ + 𝑎 = 𝑛𝑎 Teorema 3. ∑(𝑎𝑖 + 𝑏𝑖) 𝑛 𝑖=1 = ∑ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 + ∑ 𝑏𝑖 𝑛 𝑖=1 ∑ 𝑎 𝑛 𝑖=1 = 𝑛𝑎 ∑ 𝑘𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 = 𝑘 ∑ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 Demonstração: Desenvolvendo o primeiro membro temos: ∑ 𝑘𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 = 𝑘𝑎1 + 𝑘𝑎2 + ⋯ + 𝑘𝑎𝑛 = 𝑘(𝑎1 + 𝑎2 + ⋯ + 𝑎𝑛) = 𝑘 ∑ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 1.2 Somatórios duplos Teorema 4. Demonstração: Desenvolvendo o primeiro membro temos: ∑ 𝑎𝑖𝑗 𝑛 𝑖,𝑗=1 = (𝑎11 + 𝑎12 + ⋯ + 𝑎1𝑛) + (𝑎21 + 𝑎22 + ⋯ + 𝑎2𝑛) + ⋯ + (𝑎𝑛1 + 𝑎𝑛2 + ⋯ + 𝑎𝑛𝑛) = ∑ 𝑎1𝑗 𝑛 𝑗=1 + ∑ 𝑎2𝑗 𝑛 𝑗=1 + ⋯ + ∑ 𝑎𝑛𝑗 𝑛 𝑗=1 = ∑ 𝑎𝑖𝑗 𝑛 𝑖,𝑗=1 Teorema 4. Demonstração: Pelo teorema.3 temos: : ∑ ∑ 𝑎𝑖𝑏𝑗 𝑛 𝑗=1 𝑛 𝑖=1 = ∑ [∑ 𝑎𝑖𝑏𝑗 𝑛 𝑗=1 ] 𝑛 𝑖=1 = ∑ [𝑏𝑗 ∑ 𝑎𝑖 𝑛 𝑗=1 ] 𝑛 𝑖=1 = ∑ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 ∑ 𝑏𝑗 𝑛 𝑗=1 2. PRODUTÓRIO Sejam os 𝑛 > 1 inteiros 𝑎1,𝑎2,𝑎3, … 𝑎𝑛. Para indicar o produto desses 𝑛 números utilizamos a notação: ∏ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 = 𝑎1𝑎2 … 𝑎𝑛 (lê-se: Produtório de 𝑎𝑖 de 𝑖 a 𝑛). Exemplo. Temos: ∏ 2𝑖 4 𝑖=1 = (2.1)(2.2)(2.3)(2.4) = 384 1.1 Propriedades Teorema 5. ∑ 𝑎𝑖𝑗 𝑛 𝑖,𝑗=1 = ∑ ∑ 𝑎𝑖𝑗 𝑛 𝑗=1 𝑛 𝑖=1 ∑ ∑ 𝑎𝑖𝑏𝑗 𝑛 𝑗=1 𝑛 𝑖=1 = ∑ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 ∑ 𝑏𝑗 𝑛 𝑗=1 ∏ 𝑎𝑖𝑏𝑖 𝑛 𝑖=1 = ∏ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 ∏ 𝑏𝑖 𝑛 𝑖=1 Demonstração: Desenvolvendo o primeiro membro temos: ∏ 𝑎𝑖𝑏𝑖 𝑛 𝑖=1 = (𝑎1𝑏1)(𝑎2𝑏2) … (𝑎𝑛𝑏𝑛) = (𝑎1𝑎2 … 𝑎𝑛)(𝑏1𝑏2 … 𝑏𝑛) = ∏ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 ∏ 𝑏𝑖 𝑛 𝑖=1 Teorema 6. Demonstração: Desenvolvendo o primeiro membro temos: ∏ 𝑎 𝑛 𝑖 = 𝑎𝑎 … 𝑎 = 𝑎𝑛 Teorema 3. Demonstração: Desenvolvendo o primeiro membro temos: ∏ 𝑘𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 = (𝑘𝑎1)(𝑘𝑎2) … (𝑘𝑎𝑛) = (𝑘𝑘 … 𝑘)(𝑎1𝑎2 … 𝑎𝑛) = 𝑘 𝑛 ∏ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 ∏ 𝑎 𝑛 𝑖 = 𝑎𝑛 ∏ 𝑘𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1 = 𝑘𝑛 ∏ 𝑎𝑖 𝑛 𝑖=1