1

จังหวะของตัวเลข: จากการสังเกตในชีวิตประจำวันสู่นิยามของลำดับ

MATH1002SA-PEP-CNLesson 1
00:00
วันที่ 1 (0%)วันที่ 5 (33%)วันที่ 8 (50%)วันที่ 15 (100%)
ลองสังเกตการเปลี่ยนแปลงของดวงจันทร์จากข้างขึ้นเป็นข้างแรมจนเต็มดวง หรือบันทึกส่วนสูงรายปีของหวางฟางตั้งแต่อายุ 1 ถึง 17 ปี ข้อมูลเหล่านี้ไม่ได้กระจัดกระจายอย่างไร้ระเบียบ แต่ถูกจัดเรียงตามลำดับเวลาก่อนหลัง ในทางคณิตศาสตร์ ชุดตัวเลขที่จัดเรียงตามลำดับที่แน่นอนสามารถช่วยเรา捕捉รูปแบบการเปลี่ยนแปลงของโลกแบบไม่ต่อเนื่อง นี่คือลำดับ (Sequence) ซึ่งเป็นแบบจำลองสำคัญในคณิตศาสตร์ที่ใช้อธิบายรูปแบบพลวัต

นิยามและลักษณะสำคัญของลำดับ

แท้จริงแล้วลำดับคือฟังก์ชันชนิดพิเศษ โดยตัวแปรต้นคือ “ตำแหน่ง” หรือ “ลำดับที่” $n$ ของพจน์ และตัวแปรตามคือค่าที่สอดคล้องกับตำแหน่งนั้น $a_n$ ด้วยสูตรพจน์ทั่วไปเราสามารถคาดการณ์พจน์ที่ตำแหน่งใดก็ได้ในลำดับ เหมือนกับการใช้นิพจน์ของฟังก์ชัน

องค์ประกอบสำคัญ:

  • ลำดับที่: พจน์ในลำดับต้องจัดเรียงตามลำดับที่แน่นอน หากเปลี่ยนลำดับก็จะกลายเป็นลำดับที่แตกต่างกัน
  • ความไม่ต่อเนื่อง: โดเมนคือเซตของจำนวนเต็มบวก $\mathbb{N}^*$ หรือเซตย่อยจำกัดของมัน ดังนั้นกราฟจึงเป็นจุดโดด ๆ เรียงกันในระบบพิกัด
  • ความสัมพันธ์แบบหนึ่งต่อหนึ่ง: พจน์ที่ $n$ ซึ่งคือ $a_n$ มีความสัมพันธ์เชิงฟังก์ชันที่แน่นอนกับลำดับที่ $n$ นั่นคือ $a_n = f(n)$

ลำดับคือฟังก์ชันชนิดพิเศษ หากความสัมพันธ์ระหว่างพจน์ที่ $n$ ของลำดับ $\{a_n\}$ ซึ่งคือ $a_n$ กับลำดับที่ $n$ สามารถเขียนแทนได้ด้วยสูตรหนึ่ง สูตรนั้นเรียกว่าสูตรพจน์ทั่วไปของลำดับนั้น
$$a_1, a_2, a_3, \dots, a_n, \dots \quad \text{เขียนย่อเป็น} \ \{a_n\}$$