Вычисление суммы ряда, произведения и предела 

Вычисление суммы членов некоторой последовательности f (k) при изменении целочисленного индекса k от значения m до значения n, т.е.  Sum(f(k), k = m .. n), является достаточно распространенной операцией математического анализа. 

Для вычисляемой и инертной форм вычисления сумм служат функции sum и Sum. Отметим, что многие функции Maple имеют вычисляемую и инертную формы. 

Вычисляемая форма суммы. 

> sum(k^2,k=1..10);
 

385
 

Инертная форма суммы. 

> Sum(k^2,k=1..10);
 

Sum(`*`(`^`(k, 2)), k = 1 .. 10)
 

Оформление результатов расчета с использованием инертной и вычисляемой форм. 

> Sum(k^2,k=1..10)=sum(k^2,k=1..10);
 

Sum(`*`(`^`(k, 2)), k = 1 .. 10) = 385
 

Отметим, что если переменной − индексу  k  к моменту вычисления суммы уже присвоено какое-либо значение, то функция sum приведет к ошибке. 

> k:=125;
sum(k^2,k = 1 .. 10);
 

 

`assign`(k, 125)
Error, (in sum) summation variable previously assigned, second argument evaluates to 125 = 1 .. 10
 

Для того чтобы избежать ошибки, следует использовать одинарные кавычки, как показано ниже. 

> sum('k^2','k'=1..10);
 

385
 

Функция value служит для вычисления инертных форм. 

> restart:
S:=Sum('k^2','k'=1..10);
value(S);
 

 

Sum(`*`(`^`(k, 2)), k = 1 .. 10)
385
 

Многие бесконечные суммы сходятся к определенным значениям и Maple способен их вычислить. 

> Sum(1/k!, k=0..infinity)=sum(1/k!, k=0..infinity);
 

Sum(`/`(1, `*`(factorial(k))), k = 0 .. infinity) = exp(1)
 

> Sum(1/k^2, k=1..infinity)=sum(1/k^2, k=1..infinity);
 

Sum(`/`(1, `*`(`^`(k, 2))), k = 1 .. infinity) = `+`(`*`(`/`(1, 6), `*`(`^`(Pi, 2))))
 

Для  вычисления произведений служат функции product и Product. 

> Product(k^2,k =1..5)=product(k^2,k = 1..5);
 

Product(`*`(`^`(k, 2)), k = 1 .. 5) = 14400
 

Для вычисления пределов служат функции limit и Limit. Вычислим предел функции y = `+`(`*`(12, `*`(sin(x)))) в точке  

> Limit(12*sin(x),x=Pi/4)=limit(12*sin(x),x=Pi/4);
 

Limit(`+`(`*`(12, `*`(sin(x)))), x = `+`(`*`(`/`(1, 4), `*`(Pi)))) = `+`(`*`(6, `*`(`^`(2, `/`(1, 2)))))
 

Предел функции y = `/`(1, `*`(x)) в точке x = 0. 

> Limit(1/x,x=0)=limit(1/x,x=0);
 

Limit(`/`(1, `*`(x)), x = 0) = undefined
 

Предел справа от нуля. 

> Limit(1/x,x=0,right)=limit(1/x,x=0,right);
 

Limit(`/`(1, `*`(x)), x = 0, right) = infinity
 

Предел слева от нуля. 

> Limit(1/x,x=0,left)=limit(1/x,x=0,left);
 

Limit(`/`(1, `*`(x)), x = 0, left) = `+`(`-`(infinity))
 

Первый замечательный предел. 

> Limit(sin(x)/x,x=0)=limit(sin(x)/x,x=0);
 

Limit(`/`(`*`(sin(x)), `*`(x)), x = 0) = 1
 

Второй замечательный предел. 

> Limit((1+1/x)^x,x=infinity)=limit((1+1/x)^x,x=infinity);
 

Limit(`^`(`+`(1, `/`(1, `*`(x))), x), x = infinity) = exp(1)