Страница 1 из 1

Асимптотика сумм с дробной частью

Добавлено: 04 авг 2012, 22:16
JeffLebovski
Для примера: $$\sum\limits_{k=1}^{n}\{\ln k\}=\frac{n}{2}+o(n)$$. Подскажите, как найти второй член асимптотического разложения?

Асимптотика сумм с дробной частью

Добавлено: 05 авг 2012, 05:08
Sonic86
Находите в лоб: $$\{t\}=t-[t]$$, а суммы с целой частью часто могут быть хорошо оценены:
$$\{\ln k\}=\ln k - [\ln k]$$, суммируете - 1-е слагаемое = $$\ln n!$$, а его асимптотика известна до какого угодно члена (уже формула Стирлинга дает ее с точностью $$O(n^{-1})$$). Остается 2-я сумма. Предлагаю Вам ее самому помучить - разбить на несколько сумм с одинаковым значением $$[\ln k]$$. Я пока тоже сам попробую :oops:

P.S. Если есть какое-то решение в рамках теории равномерного распределения - от меня его не ждите, я его не знаю.

upd1: попробовал - получается какая-то ересь, даже $$n\ln n$$ не сократился
Еще идея - попробовать формулу Эйлера-Маклорена.

upd2: Эмпирически $$-C_1\ln n\leqslant\sum\limits_{k=1}^n\{\ln k\}-\frac{n}{2}\leqslant C_2\ln n$$, причем $$C_1\leqslant C_2 \leqslant \frac{3}{4}$$

upd3: Пересчитал получше, получилось $$\sum\limits_{k=1}^n[\ln k] = n[\ln n]-e^{[\ln n]}\frac{e}{e-1}+O(\ln ^2n)$$, т.е. $$n\ln n$$ уже правильно выходит, а коэффициент перед $$n$$ не получается? Никто пересчитать не может нормально? Кстати, это и есть $$\int\limits_1^n [\ln x]dx$$, приближающий сумму примерно с той же точностью.

Асимптотика сумм с дробной частью

Добавлено: 06 авг 2012, 05:51
Ian
JeffLebovski писал(а):Source of the post
Для примера: $$\sum\limits_{k=1}^{n}\{\ln k\}=\frac{n}{2}+o(n)$$.
А где это опубликовано? Мне кажется, что $$\sum\limits_{k=1}^{n}\{\ln k\}=\frac{n}{e-1}+o(n)$$, хотя не досчитал еще. $$\frac 1{e-1}$$ это интегральное среднее $$\ln x$$ по отрезку от 1 до е.
UPD: Это я по подпоследовательности $$n=[e^m]$$ считал. А вообще отношение этой суммы к n не имеет предела, осциллирует. По подпоследовательности $$n=[e^{m+0,5}]$$ предел даже меньше 0,5Изображение

Асимптотика сумм с дробной частью

Добавлено: 06 авг 2012, 10:13
Sonic86
Блин, а я вчера подумал, что я считать разучился... Эмпирика меня подвела, $$e-1 \approx 2$$, блин, (много ругани шепотом...)

Асимптотика сумм с дробной частью

Добавлено: 07 авг 2012, 12:03
JeffLebovski
Ian, да это я прокололся когда считал. Я случайно доказал ррмод1 $$\ln n,n=1,2,\ldots$$, что не верно.