matemáticas

suma

sumatoria — anatomía de la fórmula
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Descripción

La sumatoria es la operación matemática de añadir una secuencia de números, resultando en su total. En física, aparece en todas partes: desde sumar fuerzas para hallar la fuerza neta, hasta sumar contribuciones infinitesimales en integrales que describen campos, energías o probabilidades. Es la herramienta fundamental para convertir mediciones discretas o componentes teóricos en una única cantidad significativa.

Historia

La notación de sumatoria (el símbolo sigma, Σ) fue introducida por Leonhard Euler en el siglo XVIII, aunque el concepto de sumar números es tan antiguo como la aritmética misma.

Cómo funciona

La operación toma una lista de términos (por ejemplo, a1, a2, ..., an) y produce su suma: a1 + a2 + ... + an. En física, la sumatoria se usa a menudo con índices para representar de manera compacta grandes conjuntos de contribuciones, como sumar sobre todas las partículas de un sistema o sobre todos los estados posibles en mecánica cuántica. Cuando los términos se vuelven infinitesimalmente pequeños y numerosos, la sumatoria se transforma en integración, pero el núcleo conceptual permanece igual: la acumulación.

En la práctica

Se utiliza en prácticamente todo cálculo físico, desde calcular la energía total en termodinámica hasta sumar fuerzas en mecánica y sumar sobre estados cuánticos en física estadística.

Dato curioso

El símbolo Σ para la sumatoria fue elegido por Euler porque es la letra mayúscula griega para 'S', que significa 'suma'.

Concept graph →

Fórmulas

$$S = -\sum_i p_i \ln p_i$$
Measure of uncertainty in a probability distribution.
Qué hay en la fórmula
SvariableShannon entropy — entropía
p_ivariableProbability of the i-th outcome — probabilidad
\sum_ioperadorSum over all possible outcomes i — suma
\lnoperadorNatural logarithm (base e) — logaritmo natural
$$H = -it \sum_j \gamma_{2j} \gamma_{2j+1}$$
Hamiltonian for a Kitaev chain with Majorana fermion pairing.
Qué hay en la fórmula
HvariableHamiltonian operator — hamiltoniano joule
tvariablehopping amplitude — energía joule
γ_{2j}variableMajorana operator at site 2j — majorana operator
γ_{2j+1}variableMajorana operator at site 2j+1 — majorana operator
∑operadorsum over lattice sites j — suma
$$\sigma_f = \sqrt{\sum_i \left(\frac{\partial f}{\partial x_i} \sigma_{x_i}\right)^2}$$
Combines independent uncertainties in a function of multiple variables.
Qué hay en la fórmula
\sigma_fvariableCombined uncertainty of the function f — incertidumbre varies
fvariableFunction of multiple measured variables — function varies
x_ivariablei-th measured variable — variable varies
\sigma_{x_i}variableUncertainty of the i-th measured variable — incertidumbre varies
\partial f / \partiaoperadorPartial derivative of f with respect to x_i, giving the sensitivity of f to that variable — derivada parcial
\sqrt{}operadorSquare root of the sum of squared terms — raíz cuadrada
\sum_ioperadorSum over all independent variables i — suma
$$S_q = k \frac{1 - \sum_{i=1}^W p_i^q}{q-1}$$
Generalized entropy for non-extensive systems with parameter q.
Qué hay en la fórmula
qvariableentropic index characterizing non-extensivity — entropic index
p_ivariableprobability of microstate i — probabilidad
Wvariablenumber of accessible microstates — number of states
S_qvariableTsallis entropy — entropía joule per kelvin
kconstanteBoltzmann constant (or a generalized constant depending on context) — constante de Boltzmann = 1.380649e-23 joule per kelvin
∑operadorsum over all microstates — suma
$$D_{\text{TV}}(P, Q) = \frac{1}{2} \sum_x |P(x) - Q(x)|$$
Maximum difference in probability assigned to any event.
Qué hay en la fórmula
PvariableProbability distribution over x — distribución de probabilidad
QvariableProbability distribution over x — distribución de probabilidad
xvariableOutcome index
∑operadorSummation over the discrete sample space — suma
|·|operadorTakes the non-negative magnitude — valor absoluto
$$\mathcal{L} = -\sum_i y_i \log(p_i)$$
Measures difference between predicted and true probability distributions.
Qué hay en la fórmula
\mathcal{L}variableCross-entropy loss value — loss
y_ivariableTrue probability (or one-hot label) for class i — probabilidad
p_ivariablePredicted probability for class i — probabilidad
\sum_ioperadorAdds the terms for each class — suma
\logoperadorComputes the logarithm to base e — logaritmo natural

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