In allerlei situaties komen we rijen getallen tegen. Denk bijvoorbeeld aan het bedrag dat op een spaarrekening gezet wordt en elk jaar rente krijgt. De bedragen , , , die in respectievelijk jaar 1, jaar 2, jaar 3, op de spaarrekening staan, zijn een voorbeeld van een rij. Hier is de wiskundige definitie van een rij.
Een rij is een verzameling getallen , die geordend zijn met een index (subscript) die de natuurlijke getallen doorloopt.
Het getal , waar , , , wordt ook wel een term of de -de term van de rij genoemd.
In dit geval noemen we de term de aanvangsterm, omdat dat de term is waar de rij mee begint.
Een rij is oneindig als voor elk geheel getal (de index) gedefinieerd is.
Een eindige rij noteren we vaak als , , , , waar de lengte van de rij is.
Hieronder staan enkele voorbeelden van rijen.
Er zijn rijen met een vast verschil tussen twee termen, bijvoorbeeld:
Er zijn ook rijen die telkens met een vast getal vermenigvuldigd worden, bijvoorbeeld:
Maar er zijn ook heel andere patronen in rijen mogelijk, bijvoorbeeld:
Rijen kunnen onder andere gedefinieerd worden door recursieve formules. Dat betekent dat de volgende term te bepalen is uit de vorige. Een voorbeeld van een recursieve formule is: . Als gegeven is, kunnen we nu elke term uit de rij berekenen. Als , ziet de rij er als volgt uit:
Rijen kunnen ook gegeven worden door een functievoorschrift. Bijvoorbeeld: . In dit geval kunnen alle termen direct berekend worden en heb je de voorgaande termen niet nodig. Deze rij begint dan als
De rij , , geven we vaak kortweg aan met . Zo kan de rij opgevat worden als de functie die aan elk natuurlijk getal een getal toewijst.
Soms is het makkelijker met index te beginnen. Dan hebben we het over een rij , , In dit geval is de aanvangsterm.
We zullen nu verder kijken naar een bijzondere vorm van een rij, namelijk de reeks.
Een reeks is een speciale rij , waarvan de termen als volgt zijn opgebouwd uit termen van een andere rij
Een term van een reeks bij een rij telt dus de eerste termen van de rij op.
Bijvoorbeeld, als voor rij geldt dat , , , , , , dan begint de bijbehorende reeks met de volgende termen
Het somteken geeft een sommatie van termen aan, in het geval van de definitie van een reeks, de termen van de rij . Onder het somteken vind je de index, , met ondergrens, , en boven het teken vind je de bovengrens, . Dit betekent dat we alle termen met index tot en met willen optellen. Bijvoorbeeld, als krijgen we
Merk op dat de index
een zogenoemde dummy variabele is. Dit betekent dat
geen betekenis heeft buiten het somteken. We kunnen ook andere letters gebruiken in plaats van
, zoals
of
:
Andere voorbeelden van het gebruik van het somteken zijn de volgende:
Omdat een reeks een bijzondere rij is, gelden in dit hoofdstuk alle opmerkingen over rijen ook voor reeksen.
We zullen nu naar enkele voorbeelden over rijen en reeksen kijken.
Bekijk de rij
, oftewel
Hoe ziet de reeks
eruit?
,
,
,
,
,
Immers, de eerste termen van de reeks
kun je uitrekenen:
,
,
,
,
,
Dit bepaalt het goede antwoord.
De algemene term van de reeks is trouwens .