ολοκλήρωμα από γινόμενο

Συντονιστές: grigkost, Κοτρώνης Αναστάσιος

Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18860
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

ολοκλήρωμα από γινόμενο

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou »

Με αφορμή ένα γινόμενο, σε άλλη συζήτηση (viewtopic.php?f=9&t=1181&p=6806#p6806), όπου ο υπολογισμός του γίνεται μέσω ολοκληρώματος, θυμήθηκα κάτι που είχα σκεφτεί παλαιότερα:

Υπάρχουν αρκετά παραδείγματα ορίων αθροισμάτων ή (αφού λογαριθμήσουμε) γινομένων το οποία υπολογίζονται μέσω ολοκλήρωσης.

Τι γίνεται με το ανάποδη διαδικασία; Υπάρχουν ολοκληρώματα που τα βρίσκουμε πιο εύκολα μέσω αθροισμάτων ή γινομένων;

Στο τέλος κατασκεύασα το εξής παράδειγμα που το είχα δώσει στον Ανδρέα Παντερή, όταν εκπονούσε την ωραία του διατριβή περί ολοκληρωμάτων, στο Μαθηματικό Κρήτης.

α) Δείξτε (είναι γνωστό!) ότι
sin\frac{\pi}{n}sin\frac{2\pi}{n}\cdot ... \cdot sin(\frac{1}{2}(n-1)\frac{\pi}{n})= \sqrt{n}2^{-\frac{n-1}{2}

β) Να συμπεράνετε ότι \int_{0}^{\frac{\pi}{2}}{lnsinx}dx=-\frac{\pi ln2}{2}

Φιλικά,

Μιχάλης Λάμπρου

Ετικέτες:
papel
Δημοσιεύσεις: 806
Εγγραφή: Κυρ Απρ 05, 2009 2:39 am
Τοποθεσία: ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ

Re: ολοκλήρωμα από γινόμενο

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από papel »

MIA ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΩΤΗ ΙΣΟΤΗΤΑ ΕΙΝΑΙ ΟΤΙ ΤΟ ν ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΦΟΡΟ
ΤΟΥ 1.ΑΛΛΙΩΣ ΓΙΑ ν=1 ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ 1=0.
ΓΙΑ ΤΗΝ ΔΕΥΤΕΡΗ ΛΟΓΑΡΙΘΜΙΖΕΙΣ ΤΗΝ ΠΡΩΤΗ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΖΕΙΣ ΤΟΝ ΟΡΙΣΜΟ ΤΟΥ
ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑΤΟΣ.
"There are two types of people in this world, those who divide the world into two types and those who do not."
Jeremy Bentham
Άβαταρ μέλους
Demetres
Γενικός Συντονιστής
Δημοσιεύσεις: 9010
Εγγραφή: Δευ Ιαν 19, 2009 5:16 pm
Τοποθεσία: Λεμεσός/Πύλα
Επικοινωνία:

Re: ολοκλήρωμα από γινόμενο

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Demetres »

papel έγραψε:ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΡΩΤΗ ΙΣΟΤΗΤΑ ΕΙΝΑΙ ΟΤΙ ΤΟ ν ΠΡΕΠΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΔΙΑΦΟΡΟ
ΤΟΥ 1.ΑΛΛΙΩΣ ΓΙΑ ν=1 ΠΡΟΚΥΠΤΕΙ 1=0.
Ισχύει και για ν=1. Συνήθως παίρνουμε το κενό γινόμενο να ισούται με 1. (Όπως στην περίπτωση του 0!)
Άβαταρ μέλους
Κοτρώνης Αναστάσιος
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 3203
Εγγραφή: Κυρ Φεβ 22, 2009 11:11 pm
Τοποθεσία: Μπροστά στο πισί...
Επικοινωνία:

Re: ολοκλήρωμα από γινόμενο

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Κοτρώνης Αναστάσιος »

(Κινδυνεύοντας να γίνω πρήχτης..) Μήπως θα μπορούσε κάποιος, αν έχει όρεξη, να γράψει κάπως αναλυτικά τη λύση; κάπου κολλάω.. Το ολοκλήρωμα είναι γενικευμένο, δεν είναι έτσι;
Εσύ....; Θα γίνεις κανίβαλος....;
Άβαταρ μέλους
nkatsipis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 780
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 10:26 am
Τοποθεσία: Σαντορίνη
Επικοινωνία:

Re: ολοκλήρωμα από γινόμενο

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nkatsipis »

Mihalis_Lambrou έγραψε: ..............................
α) Δείξτε (είναι γνωστό!) ότι
sin\frac{\pi}{n}sin\frac{2\pi}{n}\cdot ... \cdot sin(\frac{1}{2}(n-1)\frac{\pi}{n})= \sqrt{n}2^{-\frac{n-1}{2}
..................
Καλημέρα σας!

Η παραπάνω σχέση (αν δεν κάνω λάθος) ισχύει όταν ο n είναι περιττός!
Συγκεκριμένα,

sin\frac{\pi}{n}sin\frac{2\pi}{n}\cdot ... \cdot sin(\frac{1}{2}(n-1)\frac{\pi}{n})= \sqrt{n}2^{-\frac{n-1}{2}, αν ο n είναι περιττός

και

sin\frac{\pi}{n}sin\frac{2\pi}{n}\cdot ... \cdot sin(\frac{1}{2}(n-2)\frac{\pi}{n})= \sqrt{n}2^{-\frac{n-1}{2}, αν ο n είναι άρτιος.

(Θα το κοιτάξω καλύτερα και θα δώσω απόδειξη)

Νικόλαος Κατσίπης
Άβαταρ μέλους
nkatsipis
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 780
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 10:26 am
Τοποθεσία: Σαντορίνη
Επικοινωνία:

Re: ολοκλήρωμα από γινόμενο

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nkatsipis »

Καλημέρα σε όλους!

Γνωρίζουμε ότι:

sin\frac{\pi}{n}sin\frac{2\pi}{n}\cdots sin\frac{(n-1)\pi}{n}=\frac{n}{2^{n-1}}. (\ast)

Απόδειξη:

Θεωρούμε το πολυώνυμο

f(z)=z^n-1=(z-1)(z-\epsilon)\cdots(z-\epsilon^{n-1}), όπου \epsilon=cos\frac{2\pi}{n}+i sin\frac{2\pi}{n} n-οστή ρίζα της μονάδας.

Έχουμε ότι:

n=f^{\prime}(1)=(1-\epsilon)(1-\epsilon^2)\cdots(1-\epsilon^{n-1}) (1).

Όμως, |1-\epsilon^k|=2 sin\frac{k\pi}{n}(sin\frac{k\pi}{n}-i cos\frac{k\pi}{n}).

Παίρνοντας μέτρα στην (1) έχουμε την (\ast).


Από την (\ast),

αν ο n=περιττός

τότε χρησιμοποιώντας την ιδιότητα sin(\pi-\theta)=sin(\theta) καταλήγουμε στην σχέση

sin^2\frac{\pi}{n}sin^2\frac{2\pi}{n}\cdot ... \cdot sin^2(\frac{1}{2}(n-1)\frac{\pi}{n})=\frac{n}{2^{n-1}} και άρα (το γινόμενο είναι θετικό)

sin\frac{\pi}{n}sin\frac{2\pi}{n}\cdot ... \cdot sin(\frac{1}{2}(n-1)\frac{\pi}{n})= \sqrt{n}2^{-\frac{n-1}{2}.

αν ο n=άρτιος

τότε χρησιμοποιώντας την ιδιότητα sin(\pi-\theta)=sin(\theta) και ότι ο μεσαίος όρος είναι ο sin\frac{\frac{n\pi}{2}}{n}=1, καταλήγουμε στην σχέση,

sin^2\frac{\pi}{n}sin^2\frac{2\pi}{n}\cdot ... \cdot sin^2(\frac{1}{2}(n-2)\frac{\pi}{n})=\frac{n}{2^{n-1}} και άρα (το γινόμενο είναι θετικό)

sin\frac{\pi}{n}sin\frac{2\pi}{n}\cdot ... \cdot sin(\frac{1}{2}(n-2)\frac{\pi}{n})= \sqrt{n}2^{-\frac{n-1}{2}.


Νικόλαος Κατσίπης
Απάντηση

Επιστροφή στο “ΑΝΑΛΥΣΗ”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 2 επισκέπτες