問題文には、変数 $x_i$ と $y_i$ が与えられており、$i = 1, 2, 3, 4, 5$ に対して、$x_1 = 4, x_2 = 6, x_3 = 7, x_4 = 9, x_5 = 11$ および $y_1 = 5, y_2 = 10, y_3 = 15, y_4 = 20, y_5 = 25$ が与えられています。このとき、以下の4つの値を計算します。 (1) $\sum_{i=2}^{4} x_i^2$ (2) $\sum_{i=1}^{5} (x_i - 3)^2$ (3) $\sum_{i=3}^{5} (y_i - x_i)$ (4) $\sum_{i=1}^{5} (x_i y_i)$

代数学シグマ級数計算
2025/5/15

1. 問題の内容

問題文には、変数 xix_iyiy_i が与えられており、i=1,2,3,4,5i = 1, 2, 3, 4, 5 に対して、x1=4,x2=6,x3=7,x4=9,x5=11x_1 = 4, x_2 = 6, x_3 = 7, x_4 = 9, x_5 = 11 および y1=5,y2=10,y3=15,y4=20,y5=25y_1 = 5, y_2 = 10, y_3 = 15, y_4 = 20, y_5 = 25 が与えられています。このとき、以下の4つの値を計算します。
(1) i=24xi2\sum_{i=2}^{4} x_i^2
(2) i=15(xi3)2\sum_{i=1}^{5} (x_i - 3)^2
(3) i=35(yixi)\sum_{i=3}^{5} (y_i - x_i)
(4) i=15(xiyi)\sum_{i=1}^{5} (x_i y_i)

2. 解き方の手順

(1) i=24xi2=x22+x32+x42=62+72+92=36+49+81=166\sum_{i=2}^{4} x_i^2 = x_2^2 + x_3^2 + x_4^2 = 6^2 + 7^2 + 9^2 = 36 + 49 + 81 = 166
(2) i=15(xi3)2=(x13)2+(x23)2+(x33)2+(x43)2+(x53)2=(43)2+(63)2+(73)2+(93)2+(113)2=12+32+42+62+82=1+9+16+36+64=126\sum_{i=1}^{5} (x_i - 3)^2 = (x_1 - 3)^2 + (x_2 - 3)^2 + (x_3 - 3)^2 + (x_4 - 3)^2 + (x_5 - 3)^2 = (4 - 3)^2 + (6 - 3)^2 + (7 - 3)^2 + (9 - 3)^2 + (11 - 3)^2 = 1^2 + 3^2 + 4^2 + 6^2 + 8^2 = 1 + 9 + 16 + 36 + 64 = 126
(3) i=35(yixi)=(y3x3)+(y4x4)+(y5x5)=(157)+(209)+(2511)=8+11+14=33\sum_{i=3}^{5} (y_i - x_i) = (y_3 - x_3) + (y_4 - x_4) + (y_5 - x_5) = (15 - 7) + (20 - 9) + (25 - 11) = 8 + 11 + 14 = 33
(4) i=15(xiyi)=x1y1+x2y2+x3y3+x4y4+x5y5=(4)(5)+(6)(10)+(7)(15)+(9)(20)+(11)(25)=20+60+105+180+275=640\sum_{i=1}^{5} (x_i y_i) = x_1 y_1 + x_2 y_2 + x_3 y_3 + x_4 y_4 + x_5 y_5 = (4)(5) + (6)(10) + (7)(15) + (9)(20) + (11)(25) = 20 + 60 + 105 + 180 + 275 = 640

3. 最終的な答え

(1) 166
(2) 126
(3) 33
(4) 640

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