薛定宇教授大讲堂(卷Ⅱ):MATLAB微积分运算
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2.5 序列与函数项序列

定义2-15 按某种规律排列的数称为序列(sequence),又称数列,本书将统称为序列。

在日常生活与科学研究中经常会遇到序列,例如

1,2,…,n,…

20,21,22,…,2n−1,2n,…

在这两个序列中,n与2n−1分别称为序列的通项。在MATLAB下可以用一个变量名描述序列的通项,有了通项,就相当于将序列直接描述出来了。

定义2-16 序列的通项还可以为自变量x的函数,例如

这类序列称为函数项序列(functional sequence)。

当然,如果用n的函数形式描述序列,将使得其取值更方便。

例2-23 试用MATLAB描述式(2-5-1)中给出的函数项序列,并写出序列的第1128项。

其实在MATLAB下要描述函数项序列,只需描述其通项就足够了,该序列的第1128项为4 sin(2255x)/(3383π)。

     >> syms n x; f(x,n)=4*sin((2*n-1)*x)/(3*n-1)/pi, f(x,1128)

例2-24 试观察下面的序列,考虑如果n的值增大这个序列将如何变化。

可以考虑用循环方式计算该序列的前n=40项,序列的各项用火柴杆图的形式显示出来,如图2-15所示。可以看到,序列的值随着n的增加将缓慢减小。

图2-15 序列的演化趋势

可以预见,如果n足够大,这个序列将收敛到某个值上。从理论上可知,这个收敛的值是Euler常数γ。如果计算到第10000项,这个序列的值为0.577265664068165,比较接近于γ=0.5772156649015328606065120900824。

上面语句中,如果加到10000000000项,则可以得出0.577215665057043。