2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




 
 Асимптотическое разложение функционального ряда
Сообщение29.04.2013, 08:24 
В продолжение темы http://dxdy.ru/topic71297.html
Найти асимптотическое разложение функции $\varphi(x)=\sum_{n=1}^\infty\frac{1}{n^3+x^3}$ при $x\to+\infty$.

 
 
 
 Re: Асимптотическое разложение функционального ряда
Сообщение29.04.2013, 15:56 
$\sum \limits _{n=2}^{\infty }\frac 1{n^3+x^3}<\int \limits _1^{\infty }\frac {dt}{t^3+x^3}<\sum _{n=1}^{\infty }\frac 1{n^3+x^3}$.
Разность между интегралом и верхней суммой меньше $\frac 1{1+x^3}=O(\frac 1{x^3})$.
Интеграл находится точно и равен: $\frac c{x^2}+O(\frac 1{x^3})$.

 
 
 
 Re: Асимптотическое разложение функционального ряда
Сообщение29.04.2013, 18:25 
В принципе, все это сводится к гамма-функции.
Пусть $\alpha=e^{2\pi i/3}$ - нетривиальный кубический корень из 1. Тогда

$\frac {1}{n^3 + x^3} = \frac {1}{3n^2} (\frac {1}{n+x} + \frac {1}{n+\alpha x} + \frac {1}{n+{\alpha}^2 x})$
Дважды используя соотношение
$\frac {1}{n(n+y)} = \frac {1}{y}(\frac {1}{n} - \frac {1}{n+y})$,
получим
$\frac {1}{n^3 + x^3} = - \frac {1}{3x^2}((\frac {1}{n} - \frac {1}{n+x}) + \alpha (\frac {1}{n} - \frac {1}{n+\alpha x}) + {\alpha}^2 (\frac {1}{n} - \frac {1}{n+{\alpha}^2 x}) )$

Осталось заметить, что
$\frac {\Gamma '}{\Gamma}(s) = - \frac {1}{s} - \gamma + \sum \limits_n (\frac {1}{n} - \frac {1}{n+s})$

 
 
 [ Сообщений: 3 ] 


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group