\(\renewcommand{\vec}[1]{\mathbf{#1}} \DeclareMathOperator*{\sijoitus}{\Big/} \newcommand{\eval}[2]{\sijoitus_{\kern-0.7em#1}^{\kern0.7em#2}\!} \)

Summakaavan todistus

Todistus
Summakaava voidaan osoittaa oikeaksi esimerkiksi seuraavan, varsin ovelan, muokkauksen avulla:

Sn = a1 + a2 + a3 + ... + an−1 + an = a1⋅q0 + a1⋅q1 + a1⋅q2 + ... + a1⋅qn−2 + a1⋅qn−1

Ovela kohta: muodostetaan toinen summa kertomalla ensimmäistä luvulla q

q⋅Sn = q⋅a1 + q⋅a2 + q⋅a3 + ... + q⋅an−1 + q⋅an
= a1⋅q1 + a1⋅q2 + a1⋅q3 + ... + a1⋅qn−1 + a1⋅qn

Ja vähennetään sitten ensimmäisestä summasta toinen:

Sn − q⋅Sn = a1⋅q0 + a1⋅q1 + a1⋅q2 + ... + a1⋅qn−2 + a1⋅qn−1 −
(a1⋅q1 + a1⋅q2 + a1⋅q3 + ... + a1⋅qn−1 + a1⋅qn)
= a1⋅q0 + a1⋅q1 + a1⋅q2 + ... + a1⋅qn−2 + a1⋅qn−1
−a1⋅q1 − a1⋅q2 − a1⋅q3 − ... − a1⋅qn−1 − a1⋅qn

Nyt huomataan, että yhtälöstä yllä häviää melkein kaikki termit, paitsi ensimmäinen ja viimeinen (yhtä suuret vastakkaismerkkiset termit nollaantuvat).

Sn − q⋅Sn = a1⋅q0 − a1⋅qn

Eli (huomaa että q0 = 1 ja Sn − q⋅Sn = Sn(1 − q))

Sn(1 − q) = a1 − a1⋅qn, joka voidaan kirjoittaa seuraavasti :
Sn(1 − q) = a1(1 −qn)║jaetaan kumpaakin puolta lausekkeella (1 − q) :
Sn =
a1(1 −qn)
1 − q