Summation formulas and properties

n
å
i = 1 
 ai
where   a1 + a2 + a3 + ...+ an finite
¥
å
i = 1 
 ai   = lim
n ® ¥ 
n
å
i = 1 
 ai  = lim
n ® ¥
Pn
Converges or diverges based on Pn.
Note: order matters except when
¥
å
i = 1 
 | ai |  converges

 Linearity:

n
å
i = 1 
  cak + cbk  = n
å
i = 1
 ca   +  n
å   cbk
i = 1 
For example:
n
å
i = 1 
Q ( f ( i )) =   Q ( n
å f ( i ) )
i = 1 

Sum Series:

 

n
å
i = 1 
 i   = 
1 + 2 + 3 + ... + n  = n ( n + 1 ) / 2 =  Q ( n2 )   ( arithmetic series )
n
å
i = 0
  xi   = 
1 + x  + ... + xn  = ( xn+1 - 1 ) / (x - 1)   ( geometric series )

if | x | < 1

¥
å
i = 1 
 xi = lim
n ® ¥ 
n
å
i = 1 
xi  = lim
n ® ¥ 
( xn+1 - 1 ) / (x - 1) = 1/(1 - x)
n
å
i = 1 
 1 / i   = 
1 + 1/2 + ... + 1/n  =  ln n +   O (1 )   (harmonic series )
The series can be integrated term by term when in convergence interval
Telescoping Series:

(a1 - a0 ) + (a2 - a1 ) + (a3 - a2 ) +  ... + (an - an-1 )  =  (an - a0)

n-1
å
i = 1 
1 /( k ( k + 1)) = n-1
å (1/k - 1/(k+1) ) = 1/1 - 1/(n -1 +1) = 1-1/n
i = 1 
Products:
n
Õ
i = 1 
 ai   = 
a1 x a2 x a3 x ...x an
When n = 0 :       Õ a= 1,   by definition

 

lg n
Õ ai
i = 1 
= n
å  lg ai
i = 1 
Summations - 1 of 2