Vinnaren i pepparkakshustävlingen!
2017-01-26, 23:54
  #1
Medlem
starke_adolfs avatar
Nedan följer ett gäng frågor med anknytning till konvergensegenskaper och sätt att uttrycka matematik på.

Fråga 1: Finns det likheter där leden konvergerar mot det sökta värdet olika fort? Det vill säga, kan konvergenshastigheten mot ett värde vara vara olika även om en likhet gäller?

Ta exempelvis
sin³(x) = 1/4[3sin(x) - sin(3x)]
Innebär det säkert att vänster led konvergerar lika fort till ett värde jämfört med höger led?
lim x-> a sin³(x) = lim x-> a 1/4[3sin(x) - sin(3x)]
Med att konvergera mot ett värde menar jag att felet mellan det faktiska värdet och gränsvärdet går mot noll.

Jag tänker att det är sant i detta fall, ja. Vi kan utveckla båda leden i en Taylorserie som är identiskt lika med varandra, så rimligtvis konvergerar de båda i polynomiell takt (x^n) där n går mot oändligheten. Då blir frågan istället hur fort n går mot oändligheten och hur fort x går mot a? Kan man välja fritt?

Fråga 2: Finns ett perfekt sätt att skriva sin³(x) på? Ett sätt som gör att sin³(x) på denna form konvergerar snabbare mot varje värde än alla andra sätt att uttrycka det på.

Fråga 3: Antag nu att vi har ett uttryck sådant att Lagrange restterm i Taylorutvecklingen är divergent, så att respektive led inte kan beskrivas fullständigt av ett Taylorpolynom. Går det att på något sätt bekräfta att respektive led är ekvivalenta (identiskt lika med varandra) och närmar sig varje gränsvärde lika fort?

Fråga 4: Egentligen en generalisering av fråga 2. Finns det en perfekt form att skriva ett matematiskt uttryck på? En uttrycksform som gör att dess konvergensegenskaper är kraftfullare alla andra sätt att uttrycka uttrycket på. Det vill säga att det inte går att välja ett bättre sätt att uttrycka någonting på än just detta sätt. Kanske en mer filosofisk än en matematisk fråga. Ett exempel: Det finns mer eller mindre effektiva algoritmer för att ta fram värdet för pi, i meningen att de konvergerar mot pi olika fort. Frågan är då, finns det en bästa metod att ta fram värdet för pi med?

Jag hoppas att jag inte har varit för otydlig, i sådana fall får ni be mig förtydliga.
Citera
2017-01-27, 00:03
  #2
Medlem
Absolut man kan j klar b t riet hål r p att ta s t. återko er ...
Citera
2017-01-27, 20:19
  #3
Medlem
Citat:
Ursprungligen postat av starke_adolf
Nedan följer ett gäng frågor med anknytning till konvergensegenskaper och sätt att uttrycka matematik på.

Fråga 1: Finns det likheter där leden konvergerar mot det sökta värdet olika fort? Det vill säga, kan konvergenshastigheten mot ett värde vara vara olika även om en likhet gäller?

Ta exempelvis
sin³(x) = 1/4[3sin(x) - sin(3x)]
Innebär det säkert att vänster led konvergerar lika fort till ett värde jämfört med höger led?
lim x-> a sin³(x) = lim x-> a 1/4[3sin(x) - sin(3x)]
Med att konvergera mot ett värde menar jag att felet mellan det faktiska värdet och gränsvärdet går mot noll.

Jag tänker att det är sant i detta fall, ja. Vi kan utveckla båda leden i en Taylorserie som är identiskt lika med varandra, så rimligtvis konvergerar de båda i polynomiell takt (x^n) där n går mot oändligheten. Då blir frågan istället hur fort n går mot oändligheten och hur fort x går mot a? Kan man välja fritt?

Fråga 2: Finns ett perfekt sätt att skriva sin³(x) på? Ett sätt som gör att sin³(x) på denna form konvergerar snabbare mot varje värde än alla andra sätt att uttrycka det på.

Fråga 3: Antag nu att vi har ett uttryck sådant att Lagrange restterm i Taylorutvecklingen är divergent, så att respektive led inte kan beskrivas fullständigt av ett Taylorpolynom. Går det att på något sätt bekräfta att respektive led är ekvivalenta (identiskt lika med varandra) och närmar sig varje gränsvärde lika fort?

Fråga 4: Egentligen en generalisering av fråga 2. Finns det en perfekt form att skriva ett matematiskt uttryck på? En uttrycksform som gör att dess konvergensegenskaper är kraftfullare alla andra sätt att uttrycka uttrycket på. Det vill säga att det inte går att välja ett bättre sätt att uttrycka någonting på än just detta sätt. Kanske en mer filosofisk än en matematisk fråga. Ett exempel: Det finns mer eller mindre effektiva algoritmer för att ta fram värdet för pi, i meningen att de konvergerar mot pi olika fort. Frågan är då, finns det en bästa metod att ta fram värdet för pi med?

Jag hoppas att jag inte har varit för otydlig, i sådana fall får ni be mig förtydliga.

Fråga 1: Ett gränsvärde "går inte mot något." Det är vad det är, ett tal. En summa eller en talföljd kan konvergera, men gränsvärdet har "redan konvergerat." Om du har identitet kommer naturligtvis gränsvärdet vara lika.

Fråga 2: Vad menar du? sin^3(x) kommer alltid att konvergera mot sin^3(a) då x -> a för varje x, eftersom sin^3(x) är kontinuerlig.

Fråga 3: Uppfylls kraven för Taylors formel, dvs att f tillhör C^(n+1), så är resttermen en begränsad funktion.


Fråga 4: Förstår inte din fråga riktigt. f : x |-> sin^3(x) och g : x |-> 1/4[3sin(x) - sin(3x)] är exakt samma funktion. Och ja, det finns snabbare och långsammare algoritmer för att ta fram decimaler av pi.
Citera
2017-02-15, 06:54
  #4
Medlem
Om du tänkt implementera gränsvärdena i en dator så brukar i min erfarenhet gånger ha mindre avrundningsfel än summation, så isåfall är nog (sin(x))^3 trevligare.
Citera

Stöd Flashback

Flashback finansieras genom donationer från våra medlemmar och besökare. Det är med hjälp av dig vi kan fortsätta erbjuda en fri samhällsdebatt. Tack för ditt stöd!

Stöd Flashback