mały|Iloczyn teleskopowy przypomina składanie teleskopu, w którym kolejne segmenty wsuwają się w siebie i znikają, pozostawiając jedynie elementy skrajne.

Iloczyn teleskopowy – iloczyn skończony lub nieskończony, którego czynniki po odpowiednim przekształceniu ulegają kolejnej redukcji teleskopowej, pozostawiając jedynie czynniki początkowe i końcowe.

Najczęściej rozważa się iloczyny postaci

,

gdzie jest funkcją określoną na pewnym podzbiorze liczb całkowitych i nie przyjmuje wartości zerowych.

Definicja

Niech oraz niech .

Iloczyn

nazywa się iloczynem teleskopowym, jeżeli istnieje funkcja taka, że

dla każdego .

Wówczas po rozwinięciu iloczynu otrzymujemy

a wszystkie czynniki pośrednie redukują się parami.

Własność podstawowa

Jeżeli

to zachodzi wzór

.

Dowód

Korzystając z definicji, mamy

Po skróceniu wszystkich czynników pozostaje

.

Związek z logarytmowaniem

Jeżeli wszystkie wartości funkcji są dodatnie, to

.

Logarytm iloczynu teleskopowego jest więc sumą teleskopową.

Nieskończone iloczyny teleskopowe

Jeżeli istnieje granica

,

to

.

Przykłady

Przykład elementarny

Rozważmy iloczyn

.

Po rozwinięciu

.

Wszystkie czynniki pośrednie redukują się, więc

.

Nieskończony iloczyn

Rozważmy iloczyn

.

Mamy

,

więc

.

Przechodząc do granicy

.

Przykład logarytmiczny

Niech

.

Wówczas

,

a więc

.

Przykładowy problem

Poniżej została przedstawiona treść przykładowego problemu matematycznego (wraz z odpowiednim rozwiązaniem), w ramach którego możemy napotkać pojęcie iloczynu teleskopowego.Problem. Niech dany będzie ciąg liczb rzeczywistych (), gdzie:

dla , wyraz tego ciągu spełnia następującą zależność:

Ile wynosi wyraz tego ciągu.

Rozwiązanie. Oznaczmy . Wtedy, zależność występującą w treści możemy przepisać w następujący sposób:

Mamy prosty ciąg równości:

Skoro mamy też:

to możemy zapisać jako:

przy czym iloczyn teleskopowy daje nam: Stąd: Wracając teraz do zależności określającej wartość przy :

Ostatecznie zatem:     ∎

Przypisy

Kategoria:Analiza matematyczna Kategoria:Matematyka dyskretna