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公式

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結果

総和の計算結果
55
Σ f(i)
項数 10

シグマ計算機とは?

シグマ計算機は、シグマ記号(Σ記号)で表された式を計算するツールです。Σ記号は数列の項を次々と足し合わせる操作を、コンパクトに表現する数学の記法です。ギリシャ文字の大文字シグマ(Σ)は、「下端 \(a\) から上端 \(b\) まで(両端を含む)の整数 i すべてについて、関数 f(i) の値を合計しなさい」という意味になります。このツールは、よく使われる \(f(i) = i\)、\(i^{2}\)、\(i^{3}\)、\(1/i\)(調和級数)、定数 1 といった関数に対応しています。

使い方

まず合計したい関数 f(i) を選び、下端(a)と上端(b)を入力します。計算機は i = a から i = b まで順に値を代入し、各 f(i) を求めて足し合わせます。さらに足した項の個数も表示するので、指定した範囲が正しいかをすぐに確認できます。

計算式の仕組み

シグマ記号は次のように展開できます。i=a から b までの Σf(i) は次のようになります。

$$\sum_{i=a}^{b} f(i) = f(a) + f(a+1) + \dots + f(b)$$

たとえば、i=1 から 4 までの Σi は次を意味します。

$$\sum_{i=1}^{4} i = 1 + 2 + 3 + 4$$

多くの総和には便利な公式(閉じた形)があり、1 から n までの正の整数の和は \(\frac{n(n+1)}{2}\)、平方の和は \(\frac{n(n+1)(2n+1)}{6}\) で求められます。ただしこの計算機は、負の値から始まる範囲も含め、どんな整数範囲でも計算できます。

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シグマ総和記号の各部分(上限・下限・添字・項)を示した図
シグマ記号の各部分:添字 i は下限 a から始まり上限 b まで進み、各項 f(i) を足し合わせます。

計算例

i=1 から 5 までの Σi² を求めてみましょう。各項を計算すると、次のようになります。

$$1^{2} + 2^{2} + 3^{2} + 4^{2} + 5^{2} = 1 + 4 + 9 + 16 + 25 = 55$$

公式でも確認できます。

$$\frac{5 \cdot 6 \cdot 11}{6} = \frac{330}{6} = 55$$

この総和の項数は 5 です。

総和を個々の項に展開して足し合わせ、合計を求める図
総和は、最初の値から最後の値まで各項を順に足し合わせて、最終的な合計を求めるものです。

よくある質問(FAQ)

シグマ記号の i は何を表しますか? i は「総和の添字(インデックス)」です。下端から上端まで 1 ずつ増えていくカウンターの役割を持ちます。

下端が上端より大きくてもよいですか? 慣例として、\(a > b\) の場合は「空の和」となり、合計は 0 になります。この計算機も 0 を返します。

両端の値は含まれますか? はい。シグマ記号は a と b の両方を含みます。たとえば i=2 から 4 までの Σ は、i=2、3、4 を合計します。

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