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




Начать новую тему Ответить на тему
 
 Сумма ряда по Пуассону-Абелю ?
Сообщение16.06.2024, 22:56 
Аватара пользователя


12/11/13
364
Пусть $a$ положительное вещественное число, $a>0$.
$$ \lim_{x \to 1-0} \sum^{\infty}_{m=1} \frac{(-x)^m}{m}  
\Bigl( (n-m)^a - (n+m)^a \Bigr) \, = \, a \, n^{a-1} \, + \, f(n,a) \,  ? $$
при $0 < x < 1$, или эквивалентно
$$ \lim_{t \to 0+} \sum^{\infty}_{m=1} \frac{(-1)^m \, e^{-m \, t}}{m} 
\Bigl( (n-m)^a - (n+m)^a \Bigr) \, = \, a \, n^{a-1} \, + \, f(n,a) \,  ? $$
Для целых значений $a>0$ равенство верно и $f(n,a)=0$.
Для нецелых значений $a>0$ возможно есть дополнительные слагаемые $f(n,a) \ne 0$.
Как можно доказать, что верно равенство при $f(n,a)=0$ или получить явный вид функции $f(n,a) \ne 0$?

Может ли увеличить шансы, что-то доказать если использовать
$( (n-m)^2 )^{a/2} - (n+m)^2 )^{a/2}$
вместо $(n-m)^a - (n+m)^a $ ?

Буду благодарен за ссылки на русскоязычные или/и англоязычные издания или публикации.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сумма ряда по Пуассону-Абелю ?
Сообщение17.06.2024, 14:38 


11/07/16
825
Математический эксперимент с Математикой 14 наводит на предположение, что при нецелых значениях $a$ регуляризация по Абелю не работает. Действительно,
Код:
a = 11/2; n = Pi; Table[NSum[(-x)^m/m*((n - m)^a - (n + m)^a), {m, 1, Infinity},
  WorkingPrecision -> 25, Method -> "AlternatingSigns",   NSumTerms -> 30], {x, 0.90, 0.99, 0.01}]

выдает
Код:
{-337038.82180683045620189 -
  52867.983446370337523 I, -472428.69341487852870622 -
  74041.697428329240103 I, -659606.42915862456878121 -
  103311.387981834973296 I, -917464.04773132851133352 -
  143629.35913649412684 I, -1.27145904808160666159462*10^6 -
  198973.53280414379851 I, -1.7557854202488848890786*10^6 -
  274686.45884311737692 I, -2.4162268171425279567771*10^6 -
  377920.80409175162864 I, -3.3138952677657822914242*10^6 -
  518223.05309088326278 I, -4.5301162554003434070923*10^6 -
  708296.11202903415191 I, -6.1727937702803569186338*10^6 -
  964992.85810175819448 I}


Правильность вышеуказанных значений подтверждается частичной суммой
Код:
Sum[(-x)^m/m*((n - m)^a - (n + m)^a) /.   x -> 0.97000000000000000000000000000, {m, 1, 300}]
, которая производит
Код:
-7.9242206164439308155602*10^6 - 7.0641999379878348774450*10^6 I

Безуспешно пытался применить здесь регуляризацию Бореля.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сумма ряда по Пуассону-Абелю ?
Сообщение17.06.2024, 21:44 
Аватара пользователя


12/11/13
364
Markiyan Hirnyk спасибо за численную проверку.

Интересно, как получить явный вид функции $f(n,a) \ne 0$ при нецелых $a$, которая
при положительных целых значениях $a=k \in \mathbb{N}$ равна нулю ($f(n,k) = 0$).

 Профиль  
                  
 
 Re: Сумма ряда по Пуассону-Абелю ?
Сообщение18.06.2024, 06:43 


11/07/16
825
Divergence Это не проверка, а вычисление суммы ряда для $a=11/2,\,n=\pi$ и значений $x$ от $0.90$ до $0.99$. Результаты указывают, что регуляризация в смысле Абеля не существует.

 Профиль  
                  
 
 Re: Сумма ряда по Пуассону-Абелю ?
Сообщение18.06.2024, 19:51 
Аватара пользователя


12/11/13
364
Markiyan Hirnyk Спасибо за комментарий.

Не правильно сформулировал. Сформулирую так.
Поскольку суммирование ряда по Пуассону-Абелю не прошло, то меня интересует существование некоторого аналог формулы, написанной ниже, но не применимой для $n^a$ при нецелых положительных $a$.

Пусть $C$ — контур, охватывающий все точки $z= \pm n$, где $n \in \mathbb{N}$ (кроме точки $z=0$), и пусть $g(z)$ аналитична внутри и на $C$, за исключением, возможно, для нескольких полюсов $p_1, \cdots, p_N$ ни один из которых совпадают с $z \in \mathbb{Z}$.
Тогда удовлетворяется следующее уравнение
$$ \sum^{\infty}_{k=- \infty, \, k \ne 0} 
\frac{(-1)^k}{k} g[n-k] \, = \, 
\left( \frac{\partial g(z)}{\partial z}\right)_{z=n} \, + \, f(n,a)
$$
где
$$   f(n,a) \, = \,  \frac{1}{2\, \pi \, i} \int_{C} \frac{g(n-z)}{z} \frac{\pi \, dz}{\sin{\pi \, z}} \, - \,  \sum^N_{j=1} \operatorname{Res}_{z=p_j} 
\left( \frac{\pi \, g(n-z)}{z\, \sin (\pi \, z)} \right) ,
$$
где $\operatorname{Res}_{z=p_j} F(z)$ - вычеты $F(z)$ в $z = p_j$.

Раздел 7.7-4 в книге Korn, G.A.; Korn, T.M.,Mathematical Handbook for Scientists and Engineers. Mineola, New York: McGraw-Hill, 1968.
Раздел 4.5. в книге Morse, P.M.; Feshbach, H., Methods of Theoretical Physics. Part I. New York: McGraw-Hill, 1953.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 5 ] 

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

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