4 votos

Demuestre que esta diferencia va a cero,

$$\frac{1+\sqrt{2} + ... + \sqrt{N}}{N} - \frac{2}{3}\sqrt{N} \to 0.$$

La sugerencia dada en la pregunta es esta: elegir las sumas de Riemann y la estimación de la aproximación de error.

Mi trabajo actual:

$$\frac{1+\sqrt{2} + ... + \sqrt{N}}{N} - \frac{2}{3}\sqrt{N}$$

$$=: A_n =(\sum_{k=1}^N \sqrt{k}\frac{1}{N}) - \frac{2}{3}\sqrt{N}$$

El primer término es en la forma de una suma de Riemann, por lo tanto, dejar de N ir hasta el infinito, vemos que la malla(p) tiende a cero, para algunos partición p, que da a la (incorrecta) de Riemann integral, sobre el intervalo [1,N]:

$$\lim_{N->\infty}\int_1^N \sqrt{x}dx$$

La evaluación de la integral, sin evaluar el límite, se obtiene:

$$\frac{2}{3}N^{\frac{3}{2}} - \frac{2}{3}$$

A continuación, $$A_n = \frac{2}{3}N^{\frac{3}{2}} - \frac{2}{3} - \frac{2}{3}\sqrt{N}$$

Y aquí es donde actualmente estoy atascado. La ecuación anterior es un poco sospechoso, porque dejé N ir hasta el infinito para obtener la integral impropia, mientras que yo no hice nada con el $\frac{2}{3}\sqrt{N}$ plazo -- y sólo se incluye este término en la ecuación, ya que siento que se me acerque un poco más a hacer algún tipo de aproximación.

Todas las sugerencias serán bienvenidos.

Gracias,

2voto

Si la partición del intervalo $[0,N]$ $N$subintervalos de igual longitud, entonces los subintervalos, todos tienen la longitud de $1$. No $1/N$ como tú piensas.

Creo que se espera observar que la suma $$ \frac1{\sqrt{N}}\,\frac{\sqrt1+\sqrt2+\cdots+\sqrt{N}}N $$ es una suma de Riemann relacionados con la integral definida $$ \int_0^1\sqrt x\,dx. $$

En otras palabras, la escala de todo por un factor de $\sqrt{N}$.

Error estándar de la estimación disponible para todas las funciones crecientes es lo suficientemente bueno, a menos que cometí un error.

2voto

Anthony Shaw Puntos 858

Creo que la suma correcta de Riemann es $$ \begin{align} \frac1n\sum_{k=1}^nk^{1/2} &=n^{1/2}\sum_{k=1}^n\color{#C00000}{\left(\frac kn\right)^{1/2}}\,\color{#00A000}{\frac1n}\\ &=n^{1/2}\int_0^1\color{#C00000}{x^{1/2}}\,\color{#00A000}{\mathrm{d}x}+O\left(n^{-1/2}\right)\\[3pt] &=\frac23n^{1/2}+O\left(n^{-1/2}\right) \end {align} $$ ya que la estimación del error para la suma de Riemann es $$ \begin{align} \frac1n\int_0^1\left|\,f'(x)\right|\,\mathrm{d}x &=\frac1n\int_0^12x^{-1/2}\,\mathrm{d}x\\ &=\frac1n \end {align} $$

0voto

zhw. Puntos 16255

También podemos hacer esto con Stolz-Cesaro. Vamos a$S_n = \sum_{k=1}^{n}k^{1/2}.$ que estamos viendo

PS

SC dice que mirar

PS

Por el MVT, el segundo término es igual a$$\frac{S_n -(2/3)n^{3/2}}{n}.$ donde$$(n+1)^{1/2}+ (2/3)[n^{3/2} - (n+1)^{3/2}].$ Así que tenemos

PS

que es positivo y menor que$-c_n^{1/2},$

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