К содержимому

Конечное произведение: что перемножает большая пи

Как в учебнике

Для конечного набора чисел запись $\prod_{i=m}^na_i$ означает $a_ma_{m+1}\cdots a_n$, где целые границы $m\le n$ включены. Знак $\prod$ — большая греческая пи; индекс выбирает множители, а не прибавляется к ним.

Произведение можно задавать конечным множеством индексов: $\prod_{i\in I}a_i$. Для пустого $I$ результат равен 1 — нейтральному элементу умножения. Нулевой множитель делает всё произведение нулевым. Для бесконечного числа множителей нужны дополнительные определения и условия сходимости; конечное правило нельзя переносить автоматически.

Для произведения чисел умножение ассоциативно, поэтому разбиение конечного набора множителей на части не меняет итог после перемножения результатов частей. Пустая часть должна давать 1, чтобы это правило сохранялось. Число множителей при границах $m\le n$ равно $n-m+1$, а не $n-m$. Условие на индексы определяет, какие именно значения включены: пропущенный индекс удаляет множитель, а не заменяет его нулём.

Определения и дальнейшее чтение: Mathematics for Computer Science.

На пальцах

Конечное произведение похоже на последовательное изменение масштаба: коэффициенты 2, 4 и 6 действуют на уже накопленный размер. Сумма этих коэффициентов выполнила бы другую работу и дала другой результат. Пустая цепочка оставляет единицу, поскольку умножение на неё ничего не меняет. Нулевой коэффициент схлопывает размер, и дальнейшее увеличение его не восстановит: начинать накопление с нуля — надёжный способ сорвать всю операцию заранее.

Пример

Пример использует исходные учебные значения 2, 4 и 6. Накопитель начинается с единицы. Для поднабора индексов $\{1,3\}$ множитель 4 отсутствовал бы, а результат равнялся бы 12.

Конечное произведение: что перемножает большая пи

Первый множитель

Умножение нейтральной единицы на 2 даёт 2.

Шаг 1 из 3: Первый множитель

Все шаги текстом
  1. Первый множитель

    Умножение нейтральной единицы на 2 даёт 2.

    Состояние
    1текущий×2текущий2текущий
  2. Второй множитель

    Накопленный результат увеличивается до 8.

    Состояние
    2текущий×4текущий8текущий
  3. Третий множитель

    Последний множитель даёт 48.

    Состояние
    8текущий×6текущий48текущий

После второго множителя в накопителе находится 8, поэтому последний шаг вычисляет именно $8\cdot6$, а не $4\cdot6$ с забытым первым значением. Порядок действий виден в полной цепочке $1\cdot2\cdot4\cdot6$. Единица показывает начальное состояние, но не добавляет самостоятельного исходного измерения. Итог 48 относится ко всем трём выбранным индексам; пропуск двойки или четвёрки меняет задачу.

Дальше: Конечная сумма.

Авторский текст этой бесплатной статьи опубликован по лицензии CC BY-NC-ND 4.0.

Предыдущая / следующая

Предыдущая
Конечная сумма: что перебирает большая сигма
Следующая
Факториал: сколько существует порядков
  • Натуральные числа: счёт отдельных объектов

    Какие значения подходят для счёта и почему включение нуля нужно оговаривать.

    Читать статью
    Математика
  • Целые числа: счёт по обе стороны нуля

    Положительные и отрицательные целые, ноль и граница целочисленного деления.

    Читать статью
    Математика
  • Рациональные числа: отношение целых

    Число как отношение целых: равные дроби и обязательный ненулевой знаменатель.

    Читать статью
    Математика