sum

Her kan brukere av forum utfordre hverandre med morsomme oppgaver og nøtter man ønsker å dele med andre. Dette er altså ikke et sted for desperate skrik om hjelp, de kan man poste i de andre forumene, men et sted for problemløsing på tvers av trinn og fag.

Moderatorer: Vektormannen, espen180, Aleks855, Solar Plexsus, Gustav, Nebuchadnezzar, Janhaa

Svar
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

finn verdien av følgende sum:

[tex]\sum_{n=1}^\infty\frac{1}{n}\left(\frac{1}{n+1}\,-\,\frac{1}{n+2}\,+\,\frac{1}{n+3}\,-\,...\right)[/tex]
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
Gustav
Tyrann
Tyrann
Innlegg: 4560
Registrert: 12/12-2008 12:44

[tex]\sum_{n=1}^{\infty}\sum_{m=1}^{\infty} \frac{(-1)^{m+1}}{n(n+m)} [/tex]

Legg merke til at [tex]\int_0^{1} r^{n+m-1}\,dr=\frac{1}{n+m}[/tex].

Ved å anta at vi kan gjøre ombytte av sum og integral fås

[tex]-\int_0^1 dr \frac{1}{r}\left [\sum_{n=1}^{\infty} \frac{r^n}{n}\right ]\left [\sum_{m=1}^{\infty}(-r)^m\right ][/tex]

Igjen er [tex]\frac{r^n}{n} =\int_0^r ds\, s^{n-1}[/tex], så ved å bytte om på summen fås

[tex]-\int_0^1 dr \frac{1}{r}\left [\int_0^r ds\,\frac{1}{s}\sum_{n=1}^{\infty} s^n\right ]\left [\sum_{m=1}^{\infty}(-r)^m\right ][/tex]

Ved å bruke formler for geometriske rekker fås

[tex]-\int_0^1 dr \frac{\ln(1-r)}{1+r}\approx 0.582241...[/tex]
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

så vidt jeg henger med i svingene stemmer dette...

[tex]\text eksakt sum:\,\,{1\over 2}\left(\zeta(2)-\ln^2(2)\right)=\frac{\pi^2}{12}\,-\,\frac{\ln^2(2)}{2}={1\over 2}\left(Li_2(1)-\ln^2(2)\right)[/tex]
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
Gustav
Tyrann
Tyrann
Innlegg: 4560
Registrert: 12/12-2008 12:44

Hvordan løste du den selv?
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

plutarco skrev:Hvordan løste du den selv?
ikke helt aleine, fikk litt hjelp av en matematiker...
skal skrable ned noe seinere...
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

[tex]J=\sum_{n=1}^\infty\frac{1}{n}\left(\frac{1}{n+1}\,-\,\frac{1}{n+2}\,+\,\frac{1}{n+3}\,-\,...\right)[/tex]
====
har at:
[tex]\frac{1}{n+1}-\frac{1}{n+2}+\frac{1}{n+3}-...=\int_0^1\left(x^n-x^{n+1}+x^{n+2}-...\right)\,dx=\int_0^1\frac{x^n}{x+1}\,dx[/tex]
====
[tex]J=\sum_{n=1}^{\infty}{1\over n}\int_0^1\frac{x^n}{x+1}\,dx=\int_0^1\frac{1}{x+1}\left(\sum_{n=1}^{\infty}{x^n\over n}\right)\,dx=-\int_0^1\frac{\ln(1-x)}{x+1}\,dx=-\int_0^1\frac{\ln(y)}{2-y}\,dy=-\int_0^1\frac{\ln(y/2)+\ln(2)}{2-y}\,dy=-\int_0^1\frac{\ln(y/2)}{2-y}\,dy\,-\,\ln^2(2)=-\int_0^{1/2}\frac{\ln(u)}{1-u}\,du\,-\,\ln^2(2)=-\int_{1/2}^1\frac{\ln(1-u)}{u}\,du\,-\,\ln^2(2)[/tex]

bruker substitusjonene: y = x - 1 og u = y/2 underveis...

[tex]J=-\left(\int_0^1\,-\,\int_0^{1/2}\right)\frac{\ln(1-u)}{u}\,du-\ln^2(2)={1\over 2}\left(\zeta(2)-\ln^2(2)\right)[/tex]
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
2357
Lagrange
Lagrange
Innlegg: 1180
Registrert: 07/12-2007 22:08

Jeg la inn align for deg:

[tex]\begin{align} J = \sum_{n=1}^{\infty}{1\over n}\int_0^1\frac{x^n}{x+1}\,dx &= \int_0^1\frac{1}{x+1}\left(\sum_{n=1}^{\infty}{x^n\over n}\right)\,dx \\ &= -\int_0^1\frac{\ln(1-x)}{x+1}\,dx \\ &=-\int_0^1\frac{\ln(y)}{2-y}\,dy \\ &= -\int_0^1\frac{\ln(y/2)+\ln(2)}{2-y}\,dy \\ &=-\int_0^1\frac{\ln(y/2)}{2-y}\,dy\,-\,\ln^2(2) \\ &=-\int_0^{1/2}\frac{\ln(u)}{1-u}\,du\,-\,\ln^2(2) \\ &= -\int_{1/2}^1\frac{\ln(1-u)}{u}\,du\,-\,\ln^2(2) \end{align}[/tex]
Janhaa
Boltzmann
Boltzmann
Innlegg: 8552
Registrert: 21/08-2006 03:46
Sted: Grenland

ja, det var mer oversiktlig...
La verken mennesker eller hendelser ta livsmotet fra deg.
Marie Curie, kjemiker og fysiker.

[tex]\large\dot \rho = -\frac{i}{\hbar}[H,\rho][/tex]
Svar