수열 애니메이터
등비수열의 합은 어디서 멈추는가
첫째항과 공차·공비를 밀면 항이 다시 그려진다. 등차는 점이 직선 위에 놓이고 등비는 곡선을 그린다. 부분합으로 전환하면 등비급수가 극한선에 멈춰 서는 모습을 볼 수 있다.
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「합의 차」로 바꾸면 부분합 여덟 개를 세워 두고 k 번째 합과 그 앞의 합을 나란히 켠다. 둘의 높이 차이를 따로 칠한 막대가 곧 k 번째 항이다. 합에 상수 c 를 붙일 수 있어서, c 가 0 이 아니면 k 를 1 로 내렸을 때 뒤쪽 항의 식과 첫째 합이 갈린다. 첫째항을 따로 적어야 하는 까닭이 그 한 자리에서 보인다. 「중항」으로 바꾸면 이웃한 세 항을 켜고 가운데를 굵게 한다.
등차에서는 양옆을 이은 선분의 한가운데에 가운데 점이 놓이고, 등비로 전환하면 값 줄이 평균 대신 곱과 제곱을 맞댄다. 공비를 음수로 내리면 가운데 항의 부호가 뒤집히는데 제곱은 그대로라, 곱에서 가운데 항을 되찾을 때 부호가 둘인 까닭이 슬라이더 위에서 갈린다. 조화수열 a/n 도 고를 수 있다. 항 보기에서는 점이 0 으로 내려앉는데 부분합 보기에서는 멈추지 않고 올라간다.
등비수열(공비 0.5)로 바꾸면 항도 0 으로 가고 합도 멈춰, 급수가 수렴하면 항이 0 으로 가지만 그 거꾸로는 성립하지 않는다는 것이 두 수열의 대비로 보인다.
2,5,8,11,14,17,20,23
항이 일정하게 3 씩 더해져 점들이 직선 위에 놓인다. 이것이 등차수열의 일반항이 일차식인 이유다.
💡 같은 수열을 항으로도 보고 합으로도 본다. 항을 쌓으면 합이 되고, 이웃한 두 합을 빼면 다시 항이 된다. 등비급수가 한 값에 멈춰 서는 것도, 가운데 항이 양옆의 평균이나 곱으로 정해지는 것도 이 두 눈을 오가며 보인다.
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