积分题1之来自G.Han的一道积分题
今天,收到G.Han的提问,第一个是计算积分
\[\int_0^{\infty}{\frac{\ln x}{(x^2+1)^n}dx}\]
顿时不明觉厉,然后在宝典《Table of Integrals, Series, and Products》上找到一个更一般的结果:
\[\int_0^\infty {\ln x\frac{{dx}}{{{{\left( {{a^2} + {b^2}{x^2}} \right)}^n}}}} = \frac{{\Gamma \left( {n - \frac{1}{2}} \right)\sqrt \pi }}{{4\left( {n - 1} \right)!{a^{2n - 1}}b}}\left[ {2\ln \frac{a}{{2b}} - \gamma - \psi \left( {n - \frac{1}{2}} \right)} \right]\qquad \text{$a>0,b>0$}.\]
其中$\gamma$为Euler-Mascheroni常数,$\psi(x)$为Digamma 函数,有:
\begin{align}\psi\left(n+\frac{1}{2} \right)&=-\gamma-2\ln2+\sum\limits_{k=1}^n{\frac{2}{2k-1}}.\\\psi\left(\frac{1}{2}\right)&=-\gamma-2\ln2\end{align}
解:
第二题是个重要的Steffensen积分不等式
设$f,g\in \mathcal{R}[a,b]$,且$f$在$[a,b]$单减,$0<g(x)\leq1$,求证:
\[\int_{b-\lambda}^b{f(x)dx}\leq\int_a^b{f(x)g(x)dx}\leq\int_a^{a+\lambda}{f(x)dx}.\]
其中\[\lambda=\int_a^b{g(x)dx}.\]
证:先证明右边不等式
\begin{align*}&\int_a^{a + \lambda } {f\left( x \right)dx} - \int_a^b {f\left( x \right)g\left( x \right)dx} = \int_a^{a + \lambda } {f\left( x \right)\left[ {1 - g\left( x \right)} \right]dx} - \int_{a + \lambda }^b {f\left( x \right)g\left( x \right)dx}\\ &\ge f\left( {a + \lambda } \right)\int_a^{a + \lambda } {\left[ {1 - g\left( x \right)} \right]dx} = f\left( {a + \lambda } \right)\left( {\lambda - \int_a^{a + \lambda } {g\left( x \right)dx} } \right) - \int_{a + \lambda }^b {f\left( x \right)g\left( x \right)dx} \\&= f\left( {a + \lambda } \right)\int_{a + \lambda }^b {g\left( x \right)dx} - \int_{a + \lambda }^b {f\left( x \right)g\left( x \right)dx} = \int_{a + \lambda }^b {\left[ {f\left( {a + \lambda } \right) - f\left( x \right)} \right]g\left( x \right)dx} \ge 0\end{align*}
左边不等式同理可证.
积分题1之来自G.Han的一道积分题的更多相关文章
- 玉伯的一道课后题题解(关于 IEEE 754 双精度浮点型精度损失)
前文 的最后给出了玉伯的一道课后题,今天我们来讲讲这题的思路. 题目是这样的: Number.MAX_VALUE + 1 == Number.MAX_VALUE; Number.MAX_VALUE + ...
- 又一道简单题&&Ladygod(两道思维水题)
Ladygod Time Limit: 3000/1000MS (Java/Others) Memory Limit: 65535/65535KB (Java/Others) Submit S ...
- 一道js题
<script> var a = 5; function test(){ this.a = 10; a = 15 this.func = function(){ var a = 20 ; ...
- 每天一道Java题[3]
问题 为什么在重写equals()方法的同时,必须重写hashCode()方法? 解答 在<每天一道Java题[2]>中,已经对hashCode()能否判断两个对象是否相等做出了解释.eq ...
- 每天一道Java题[11]
题目 synchronized怎么实现线程同步?请修改<每天一道Java题[10]>中的MyRunnableThread类以解决三个线程都获取到10的问题. 解答 方法一: 采用synch ...
- 第三届山西省赛1004 一道大水题(scanf)
一道大水题 时间限制: C/C++ 2000ms; Java 4000ms 内存限制: 65535KB 通过次数: 44 总提交次数: 1020 问题描述 Dr. Pan作为上兰帝国ACM的总负责人, ...
- ny525 一道水题
一道水题时间限制:1000 ms | 内存限制:65535 KB 难度:2描述 今天LZQ在玩一种小游戏,但是这游戏数有一点点的大,他一个人玩的累,想多拉一些人进来帮帮他,你能写一个程序帮帮他吗? ...
- 【数据结构】 最小生成树(四)——利用kruskal算法搞定例题×3+变形+一道大水题
在这一专辑(最小生成树)中的上一期讲到了prim算法,但是prim算法比较难懂,为了避免看不懂,就先用kruskal算法写题吧,下面将会将三道例题,加一道变形,以及一道大水题,水到不用高级数据结构,建 ...
- 简单tarjan》一道裸题(BZOJ1051)(easy)
这是一道水题,实际考察的是你会不会写强连通分量...(在BZOJ上又水了一道题) Description 每一头牛的愿望就是变成一头最受欢迎的牛.现在有N头牛,给你M对整数(A,B),表示牛A认为牛B ...
随机推荐
- k8s系列---故障
kubectl get namespace prom Terminating 45h namespace 出现Terminating 状态,一直删不掉 解决: 1:导出namespace的json文件 ...
- 多图预警——从 RAID 到分布式系统中的副本分布
原文首发于个人博客「tobe的呓语」欢迎大家的访问收藏啊~ 我们知道,在面对大规模数据的计算和存储时,有两种处理思路: 垂直扩展(scale up):通过升级单机的硬件,如 CPU.内存.磁盘等,提高 ...
- 基于webpack的vue开发环境搭建
1.新建并初始化项目(npm int -y),安装webpack,webpack-cli webpack-dev-server 安装eslint,eslint-plugin-vue,配置eslint语 ...
- emmet笔记
1.div.div${div$}*6 生成 <div class="div1">div1</div> <div class="div2&qu ...
- .NET代码混淆工具NET Reactor - 初学者系列-学习者系列文章
这几天无事,除了看书,然后就倒腾原来的代码.想起.NET的代码混淆工具软件,所以今天就讲讲这个.NET代码混淆工具. .NET代码混淆工具软件,以前有了解和找过,但是当时需求不大,所以找了下就搁置了. ...
- Android之ScrollView嵌套ListView冲突 (listView只显示一行)
在ScrollView中嵌套使用ListView,ListView只会显示一行多一点.两者进行嵌套,即会发生冲突.由于ListView本身都继承于ScrollView,一旦在ScrollView中嵌套 ...
- JDK1.8_HashMap源码__构造函数
HashMap的底层实现是一个Node类型的数组,也就是说使用put(key, value)方法的时候就把key和value根据hashcode值存在table数组相应的下标中,源码如下: /** * ...
- 史上最全的Java高级技术点,全是Java高级进阶技术,几乎包含了Java后端的所有知识点
史上最全的Java高级技术点,全是Java高级进阶技术,几乎包含了Java后端的所有知识点 1
- Python之write与writelines区别
一.传入的参数类型要求不同: 1. file.write(str)需要传入一个字符串做为参数,否则会报错. write( "字符串") with open('20200222.tx ...
- Resnet——深度残差网络(二)
基于上一篇resnet网络结构进行实战. 再来贴一下resnet的基本结构方便与代码进行对比 resnet的自定义类如下: import tensorflow as tf from tensorflo ...