1 svar
113 visningar
AlexMu behöver inte mer hjälp
AlexMu 940
Postad: 30 aug 18:41 Redigerad: 30 aug 19:00

Ser ni några mönster i dessa rationella tal?

Hej!

Idag spenderade jag en massa tid på att försöka beräkna 

In=0101ln1x-ln1ylnln1x-lnln1yndxdy\displaystyle I_n = \int_{0}^{1}\int_{0}^{1}\left(\frac{\ln\left(\dfrac{1}{x}\right)-\ln\left(\dfrac{1}{y}\right)}{\ln\left(\ln\left(\dfrac{1}{x}\right)\right)-\ln\left(\ln\left(\dfrac{1}{y}\right)\right)}\right)^{n}dxdy

för små nn.

Jag har fått fram att

I1=7π2ζ3\displaystyle I_1 = \frac{7}{\pi^{2}}\zeta\left(3\right)

I2=186π4ζ5-7π2ζ3\displaystyle I_2 = \frac{186}{\pi^{4}}\zeta\left(5\right)-\frac{7}{\pi^{2}}\zeta\left(3\right)

I3=5715π6ζ7-372π4ζ5\displaystyle I_3= \frac{5715}{\pi^{6}}\zeta\left(7\right)-\frac{372}{\pi^{4}}\zeta\left(5\right)

I4=214620π8ζ9-19050π6ζ7+186π4ζ5\displaystyle I_4 = \frac{214620}{\pi^{8}}\zeta\left(9\right)-\frac{19050}{\pi^{6}}\zeta\left(7\right)+\frac{186}{\pi^{4}}\zeta\left(5\right)

I5=9672075π10ζ11-1073100π8ζ9+438152π6ζ7\displaystyle I_5 = \frac{9672075}{\pi^{10}}\zeta\left(11\right)-\frac{1073100}{\pi^{8}}\zeta\left(9\right)+\frac{43815}{2\pi^{6}}\zeta\left(7\right)

(ζ(s)\zeta(s) är Riemanns Zetafunktion)

Det finns några saker som sticker ut, exempelvis är den generella termen har formen rmπ2nζ2n+1\frac{r_m}{\pi^{2n}}\zeta\left(2n+1\right), där rmr_m är ett rationellt tal och nn heltal  >1> 1. Om detta alltid stämmer vet jag inte, men jag åtgår från att det är så.

Det jag undrar, ser ni några mönster i de rationella koefficienterna? Jag ser absolut ingenting. Jag är rätt nyfiken på hur den generella formen kan se ut för InI_n, men att beräkna dem för hand blir svårare och svårare ju högre nn är. Om någon är nyfiken kan jag förklara hur jag beräknar dem, det kanske finns ett bättre sätt? 

AlexMu 940
Postad: 2 sep 17:31 Redigerad: 2 sep 17:32

Det visar sig att de rationella talen ges av formeln

rl=(-1)n+l(n-1)!k=0nnki=12l+2-nn+1-k2l+2-n-ik+1i-1k+1-i2l!2-2-2l\displaystyle r_l=\frac{(-1)^{n+l}}{(n-1)!}\sum_{k=0}^n\binom nk\sum_{i=1}^{2l+2-n}{n+1-k\brack 2l+2-n-i}{k+1\brack i}\left(-1\right)^{k+1-i}\left(2l\right)!\left(2-2^{-2l}\right)

där nk n \brack k är stirlingtalen av första slaget och då är

In=l=n/2nrl ζ(2l+1)π2l\displaystyle I_n=\sum_{l=\lceil n/2\rceil}^n r_l~\frac{\zeta(2l+1)}{\pi^{2l}}

Man kan även koppla ihop denna familj av integraler med polynom, vilket var något annat jag var intresserad av att få en formel för. Det finns ett svar i mitt inlägg på MathSE (formlerna ovan är också därifrån) gällande de polynomen. Dock hängde jag inte med på härledningen (kände inte ens till notationen), det är inget jag lärt mig än.

Svara
Close