大型运算符提示表达式的信息,或者表示对求值项进行某些操作。

∑\sum∑:求和符号

∑\sum∑是最经典的大型运算符。
∑\sum∑符号表示求和。可能会带有上标,下标。

∑\sum∑最基础的用法是这样:
这表示枚举整数i∈[1,n],对求出所有ai的和:
在这里插入图片描述
在一些格式(如Latex)中难以打出上标、下标,因此也可以写成右上标、右下标的格式:∑i=1nai\sum_{i=1}^n a_i∑i=1n​ai​

这里的上标表示i<=n,而不是连续求值n项。

∑\sum∑可以有这些参数:
在这里插入图片描述
一般,下标指定了一个枚举下界,上标指定了一个枚举上界。
上下标都是可有可无的,但是必须要有求值项。

有时候,下标足以表示枚举范围,就没有了上标。
比如这种情况:
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在这里插入图片描述

又比如这种:
在这里插入图片描述
这表示对n的所有正约数求和。重复的约数只计算一次,例如:
4的约数有{1,4},{2,2}两对,但是2只计算一次:
在这里插入图片描述
也就是说:
在这里插入图片描述
方括号是埃弗森括号,用法是[p],p是一个命题。当命题为真是,艾弗森括号的值为1,否则为0.

下标也可以不提示范围:
在这里插入图片描述
这往往表明在上下文中提及了求和范围,因此省略了。或者是表示对所有i∈f的定义域求和。

下标也可以指出变量,之后再追加变量的范围:
在这里插入图片描述
为便于处理,通常使得一个∑\sum∑对应一个新指出的变量:
在这里插入图片描述

下标也可以表示一个命题,表示使得此命题为真的变量求值:
在这里插入图片描述
∑\sum∑也可以什么都不提示:
在这里插入图片描述
这个式子来自数论分块,由于l、r的含义较难用符号表达,因此直接不写。

事实上,∑\sum∑还可以直接引导一个集合:
∑{a1,b4,c}=a1+b4+k\sum\{a_1,b_4,c\}=a_1+b_4+k∑{a1​,b4​,c}=a1​+b4​+k

由∑\sum∑引导的式子称为和式。

∏\prod∏:连乘积

在这里插入图片描述
这个符号表示将a的[1,n]项都乘起来,有着与∑\sum∑类似的用法。

其他大型运算符

这里记录了一些其他大型运算符。
集合大型运算符:⋂\bigcap⋂ ⋃\bigcup⋃
余积:⨿\amalg⨿
积分符号。

定义大型运算符:

大型运算符也可以自己定义。
定义的方法是,把原有符号写大,可以写上下标。

这样就表示从序列a的[l,r]区间中取最大值:
在这里插入图片描述
这样就表示求[1,n]异或和:
在这里插入图片描述

大型运算符的作用范围

一般来说,如果没有括号,大型运算符一直计算到式子末尾。如果有括号括住大型运算符,大型运算符计算括号内的所有东西。
例如:
∑i=1naibi+f(i−1)+3+∏j=1mcj=∑i=1n(aibi+f(i−1)+3+∏j=1mcj)\sum_{i=1}^na_ib_i+f(i-1)+3+\prod_{j=1}^m c_j=\sum_{i=1}^n(a_ib_i+f(i-1)+3+\prod_{j=1}^m c_j)∑i=1n​ai​bi​+f(i−1)+3+∏j=1m​cj​=∑i=1n​(ai​bi​+f(i−1)+3+∏j=1m​cj​)
有括号只计算自己括号内的:
(∑i=1ai)+(∑j=1bj)(\sum_{i=1}a_i)+(\sum_{j=1}b_j)(∑i=1​ai​)+(∑j=1​bj​)
然而,有些时候为了简洁,如果能明确求和次序,那括号可以不写:
(∑i=1ai)+(∑i=1bici)=∑i=1ai+∑i=1bici(\sum_{i=1}a_i)+(\sum_{i=1}b_i^{c_i})=\sum_{i=1}a_i+\sum_{i=1}b_i^{c_i}(∑i=1​ai​)+(∑i=1​bici​​)=∑i=1​ai​+∑i=1​bici​​
这里变量i被声明了两次,显然左右两个和式是并列计算的关系,而不是嵌套计算。

另一些大型运算符

为了接下来的行文简洁,我们定义I\mathbb{I}I或在这里插入图片描述表示循环记号。用法是:
Ii=1n\overset{n}{\underset{i=1}{\mathbb{I}}}i=1I​n​来表示按照下标顺次展开元素,比如:
Ii=1n{ai⋅xi=bi⇔{a1⋅x1=b1a2⋅x2=b2...an−1⋅xn−1=bn−1an⋅xn=bn\overset{n}{\underset{i=1}{\mathbb{I}}}\left\{\begin{matrix} a_i\cdot x_i =b_i \end{matrix}\right.\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} a_1\cdot x_1=b_1\\ a_2\cdot x_2=b_2\\ ...\\ a_{n-1}\cdot x_{n-1}=b_{n-1}\\ a_n\cdot x_n=b_n \end{matrix}\right.i=1I​n​{ai​⋅xi​=bi​​⇔⎩⎨⎧​a1​⋅x1​=b1​a2​⋅x2​=b2​...an−1​⋅xn−1​=bn−1​an​⋅xn​=bn​​

又如:
Ii=1m(min)⇔(m1,m2,...,mm−1,mm                            n)\overset{m}{\underset{i=1}{\mathbb{I}}}\left(_{m_i}^{n}\right) \Leftrightarrow \left(^{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;n}_{m_1,m_2,...,m_{m-1},m_m}\right)i=1I​m​(mi​n​)⇔(m1​,m2​,...,mm−1​,mm​n​)

有时候有箭头表示展开方向:
Ii=1n{↓ai⋅xi=bi⇔{a1⋅x1=b1a2⋅x2=b2...an−1⋅xn−1=bn−1an⋅xn=bn\overset{n}{\underset{i=1}{\mathbb{I}}}\left\{\begin{matrix} \downarrow a_i\cdot x_i =b_i \end{matrix}\right.\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} a_1\cdot x_1=b_1\\ a_2\cdot x_2=b_2\\ ...\\ a_{n-1}\cdot x_{n-1}=b_{n-1}\\ a_n\cdot x_n=b_n \end{matrix}\right.i=1I​n​{↓ai​⋅xi​=bi​​⇔⎩⎨⎧​a1​⋅x1​=b1​a2​⋅x2​=b2​...an−1​⋅xn−1​=bn−1​an​⋅xn​=bn​​

Ii=1n{↑ai⋅xi=bi⇔{an⋅xn=bnan−1⋅xn−1=bn−1...a2⋅x2=b2a1⋅x1=b1\overset{n}{\underset{i=1}{\mathbb{I}}}\left\{\begin{matrix} \uparrow a_i\cdot x_i =b_i \end{matrix}\right.\Leftrightarrow \left\{\begin{matrix} a_n\cdot x_n=b_n\\ a_{n-1}\cdot x_{n-1}=b_{n-1}\\ ...\\ a_2\cdot x_2=b_2\\ a_1\cdot x_1=b_1 \end{matrix}\right.i=1I​n​{↑ai​⋅xi​=bi​​⇔⎩⎨⎧​an​⋅xn​=bn​an−1​⋅xn−1​=bn−1​...a2​⋅x2​=b2​a1​⋅x1​=b1​​

Ii=1m(mi←n)⇔(mm,mm−1,...,m2,m1                            n)\overset{m}{\underset{i=1}{\mathbb{I}}} \left(_{\underleftarrow{m_i}}^{n}\right) \Leftrightarrow \left(^{\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;\;n}_{m_m,m_{m-1},...,m_2,m_1}\right)i=1I​m​(mi​​n​)⇔(mm​,mm−1​,...,m2​,m1​n​)

后记

于是皆大欢喜。

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