Een sequentie (of rij) is een geordende verzameling van objecten, elementen of getallen waarbij de volgorde van belang is: elk element heeft een positie of index in de rij. In gewoon taalgebruik betekent "sequentie" een reeks gebeurtenissen die elkaar opvolgen; in de wiskunde spreken we van een rij wanneer die reeks precies is gestructureerd en waar we vaak vragen stellen over de termen, de structuur en het gedrag van de rij.

Het begrip wordt gebruikt in de wiskunde en vele andere vakgebieden. Bijvoorbeeld, (Blauw, Rood, Geel) en (Geel, Blauw, Rood) zijn beide reeksen, maar ze zijn verschillend omdat de volgorde anders is. Reeksen van getallen worden soms ook progressies genoemd.

Soorten reeksen

Er zijn twee belangrijke categorieën:

  • Eindige reeksen: deze hebben een laatste term. Voorbeeld: (1, 2, 3, 4, 5) is eindig. Zie ook eindige.
  • Oneindige reeksen: deze gaan oneindig door en hebben geen laatste term. Een klassiek voorbeeld is de rij van positieve even getallen: 2, 4, 6, 8, … (zie ook oneindige reeksen).

Formele opvatting: een rij als functie

Een rij kan formeel gezien worden als een speciale functie waarvan het domein de natuurlijke getallen (of een deel daarvan) is en het bereik de elementen waaruit de rij bestaat. Met andere woorden: aan elke natuurlijke index n hoort precies één term an. We schrijven een rij vaak als (an) of (an)n∈N. De notatie geeft aan dat an de term op de n-de positie is.

In eenvoudige voorbeelden geven we vaak een formule (expliciet voorschrift) voor an. Bijvoorbeeld de rij van even positieve getallen heeft het voorschrift an = 2n: dan zijn de termen 2, 4, 6, 8, … .

Soms ziet men in teksten ook de volgende schrijfwijze:( a n ) {a_{n})}. {\displaystyle (a_{n})} waarbij a n {{n}}{\displaystyle a_{n}} staat voor de n-de term van de reeks.

Manieren om een rij te beschrijven

  • Expliciet voorschrift: an wordt gegeven als functie van n, bv. an=2n geeft 2,4,6,…. Met zo'n formule kun je direct elk willekeurig index n invullen (bijvoorbeeld 2×100 = 200 voor het 100e element).
  • Recursief (door een terugkeerregel): termen worden uit eerdere termen opgebouwd. Voorbeeld: de Fibonacci-rij gedefinieerd door F1=1, F2=1 en Fn+2=Fn+1+Fn voor n≥1; de rij begint 1, 1, 2, 3, 5, 8, …
  • Daadwerkelijke opsomming: alleen zinvol bij eindige reeksen of om de eerste termen van een oneindige rij te laten zien, bv. (0, 1, 2, 3, …).

Belangrijke begrippen en eigenschappen

  • Term en index: an is de term op index n. Meestal begint men te tellen bij n=1 of n=0; dat moet uit de context blijken.
  • Subrij (subsequentie): een nieuwe rij gevormd door een toenemende choisir van indexen, bijv. de oneven termen van een rij. Van (2,4,6,8,10,…) is (4,8,12,…) geen subsequence maar als we uit een andere rij de indexen 1,3,5… kiezen, dan ontstaat een subsequence.
  • Monotonie: een rij is stijgend (an+1 ≥ an) of dalend (an+1 ≤ an). Strikt stijgend/dalend gebruikt < of >.
  • Beperktheid: een rij is begrensd als er reële getallen M en m bestaan zodat m ≤ an ≤ M voor alle n.
  • Convergentie en limiet: een oneindige rij van reële getallen convergeert naar L als de termen steeds dichter bij L komen voor grote n. Bijvoorbeeld an=1/n convergeert naar 0; de rij (-1)n divergeert (heeft geen limiet).
  • Periodieke reeksen: een rij is periodiek als termen zich met vaste periode herhalen, bv. (1, −1, 1, −1, …) heeft periode 2.
  • Eventueel constante reeksen: vanaf een bepaalde index zijn alle termen gelijk, bijvoorbeeld an=5 voor n≥10.

Enkele concrete voorbeelden

  • Even getallen: an = 2n → 2, 4, 6, 8, …
  • Aritmetische rij (progressie): an = a1 + (n−1)d; vb. an=3 + (n−1)5 geeft 3, 8, 13, 18, …
  • Meetkundige rij: an = a1·rn−1; vb. an=2·3n−1 geeft 2, 6, 18, 54, …
  • Fibonacci (recursief): 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, …
  • Convergent voorbeeld: an=1/n → lim = 0.
  • Divergent voorbeeld: an=(-1)n → geen limiet (oscilleert tussen −1 en 1).

Wanneer zijn twee reeksen gelijk?

Twee reeksen (an) en (bn) zijn gelijk als voor iedere natuurlijke index n geldt an=bn. Het volstaat dus niet dat ze dezelfde termen bevatten in willekeurige volgorde; de overeenkomst moet per index aanwezig zijn.

Praktische opmerkingen

  • Let op of een index bij 0 of bij 1 begint. Dit verandert soms de vorm van een expliciet voorschrift (bv. 2n vs. 2n−1).
  • Een rij is een handige manier om patronen en grenzen te beschrijven; in analyse en calculus speelt het begripskader van reeksen en hun limieten een centrale rol.

Kort samengevat: een rij is een geordende verzameling elementen met een indexering door (meestal) natuurlijke getallen. Reeksen kunnen eindig of oneindig zijn, beschreven worden door formules of terugkeerregels, en hebben belangrijke eigenschappen zoals convergentie, beperktheid en monotonie die veelvuldig in de wiskunde bestudeerd worden.