Autor Tema: Cota inferior

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29 Agosto, 2022, 05:13 pm
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Pie

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Buenas. Me preguntaba si es posible encontrar una cota inferior positiva y creciente (para \( x > 2 \)) para esta función:

\( f(x) = \displaystyle\sum_{k=1}^x{ \left |{\sin(x\pi/k)}\right |} \)

Para la superior creo que vale simplemente con \( x - 2 \) (aunque igual se puede apurar más), ya que el seno no puede ser mayor a \( 1 \) y da \( 0 \) para \( k = 1 \) y \( k = x \).

Pero para la inferior no se me ocurre nada similar, aunque algo me dice que tiene que haberla también.. :laugh:

Saludos.

Editado.

Hay dos tipos de personas, los que piensan que hay dos tipos de personas y los que no.

30 Agosto, 2022, 11:21 am
Respuesta #1

Luis Fuentes

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Hola

Buenas. Me preguntaba si es posible encontrar una cota inferior positiva y creciente (para \( x > 2 \)) para esta función:

\( f(x) = \displaystyle\sum_{k=1}^x{ \left |{\sin(x\pi/k)}\right |} \)

Para la superior creo que vale simplemente con \( x - 2 \) (aunque igual se puede apurar más), ya que el seno no puede ser mayor a \( 1 \) y da \( 0 \) para \( k = 1 \) y \( k = x \).

Pero para la inferior no se me ocurre nada similar, aunque algo me dice que tiene que haberla también.. :laugh:

Saludos.

Editado.

Entiendo que es una función definida para los enteros. Si uno la representa ve que los puntos de su gráfica se aproximan mucho a una recta de pendiente \( m \) donde:

\( m=\displaystyle\int_{0}^{1}|sin(\pi/t)|dt \)

Esto tiene sentido porque tal integral equivale a:

\( \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\sum_{k=1}^n{}|sin(n \pi k/k)| \)

Ahí se pueden intuir las cotas moviendo un poquito esa recta; otra cosa es demostrar rigurosamente que funcionan.



En naranja tienes la recta y en azul la nube de puntos imagen de la función. Como ves "revolotean" cerca de esa recta; en algún momento alguno se escapa un poco más de la cuenta...

Saludos.

30 Agosto, 2022, 02:51 pm
Respuesta #2

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Hola

Buenas. Me preguntaba si es posible encontrar una cota inferior positiva y creciente (para \( x > 2 \)) para esta función:

\( f(x) = \displaystyle\sum_{k=1}^x{ \left |{\sin(x\pi/k)}\right |} \)

Para la superior creo que vale simplemente con \( x - 2 \) (aunque igual se puede apurar más), ya que el seno no puede ser mayor a \( 1 \) y da \( 0 \) para \( k = 1 \) y \( k = x \).

Pero para la inferior no se me ocurre nada similar, aunque algo me dice que tiene que haberla también.. :laugh:

Saludos.

Editado.

Entiendo que es una función definida para los enteros. Si uno la representa ve que los puntos de su gráfica se aproximan mucho a una recta de pendiente \( m \) donde:

\( m=\displaystyle\int_{0}^{1}|sin(\pi/t)|dt \)

Esto tiene sentido porque tal integral equivale a:

\( \displaystyle\lim_{n \to{+}\infty}{}\displaystyle\sum_{k=1}^n{}|sin(n \pi k/k)| \)

Ahí se pueden intuir las cotas moviendo un poquito esa recta; otra cosa es demostrar rigurosamente que funcionan.



En naranja tienes la recta y en azul la nube de puntos imagen de la función. Como ves "revolotean" cerca de esa recta; en algún momento alguno se escapa un poco más de la cuenta...

Saludos.

Muchas gracias Luís. Sí, tal y como está estaría definida sólo para los enteros, tal vez debí utilizar una \( n \) en vez de una \( x \) o aclararlo. Aunque como a veces se pueden encontrar fórmulas explícitas para las sumatorias y extenderlas a los reales (aunque no parece que sea el caso  :laugh:)..

De hecho he encontrado muy poca información sobre esta sumatoria, sobre otras como \( \displaystyle\sum_{k=1}^x{ \left |{\sin(xk)}\right |} \) o \( \displaystyle\sum_{k=1}^x{ \left |{\sin(x + k)}\right |} \) si parece que se puede encontrar una fórmula (según el wolfram), pero esta en concreto ni graficarla me dejaba. Así que ya me has dado bastante más información de la que tenía con todo lo que me has dicho.

PD. Me interesaba especialmente esta función porque parece que se puede relacionar con los números primos (si se usa la función techo para cada sumando) pero parece que no se puede hacer casi nada con ella o que a penas hay información (o yo no sé buscarla al menos  :laugh:)

Saludos.
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31 Agosto, 2022, 03:27 pm
Respuesta #3

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Una cosa Luis. ¿Cómo calculas esa integral? El Wolfram me dice vale: \(  \pi \cdot{}Ci(\pi) \approx{0,231435} \) Pero ese resultado no coincide con la pendiente que graficaste..

Saludos.
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31 Agosto, 2022, 04:08 pm
Respuesta #4

Luis Fuentes

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Hola

Una cosa Luis. ¿Cómo calculas esa integral? El Wolfram me dice vale: \(  \pi \cdot{}Ci(\pi) \approx{0,231435} \) Pero ese resultado no coincide con la pendiente que graficaste..

Eso es el valor absoluto de la integral de seno, es decir,

\( \left|\displaystyle\int_{0}^{1}sin(\pi/t)dt\right|=\pi \cdot{}Ci(\pi) \approx{0,231435} \)

Pero yo digo:

\( \displaystyle\int_{0}^{1}|sin(\pi/t)|dt\approx 0.617386943303391 \)

Saludos.

31 Agosto, 2022, 04:23 pm
Respuesta #5

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Una cosa Luis. ¿Cómo calculas esa integral? El Wolfram me dice vale: \(  \pi \cdot{}Ci(\pi) \approx{0,231435} \) Pero ese resultado no coincide con la pendiente que graficaste..

Eso es el valor absoluto de la integral de seno, es decir,

\( \left|\displaystyle\int_{0}^{1}sin(\pi/t)dt\right|=\pi \cdot{}Ci(\pi) \approx{0,231435} \)

Pero yo digo:

\( \displaystyle\int_{0}^{1}|sin(\pi/t)|dt\approx 0.617386943303391 \)

Saludos.

Ok, pues entonces el Wolfram chochea jaja (de hecho ni siquiera "me dejó" poner el valor absoluto y tuve que poner la raiz cuadrada del seno al cuadrado  :laugh:)

¿Algún sitio (o software) mejor para calcular este tipo de integrales? (sorry si  la pregunta es un poco off-topic XD)

Saludos.
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31 Agosto, 2022, 07:41 pm
Respuesta #6

Luis Fuentes

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Hola

Ok, pues entonces el Wolfram chochea jaja (de hecho ni siquiera "me dejó" poner el valor absoluto y tuve que poner la raiz cuadrada del seno al cuadrado  :laugh:)

En Wolfram sería así:

https://www.wolframalpha.com/input?i=Integrate%5BAbs%5Bsin%28Pi%2Ft%29%5D%2C%7Bt%2C0%2C1%7D%5D&lang=es

Lo que pasa es que en la versión gratis dice que excede el tiempo de cálculo.

Saludos.

31 Agosto, 2022, 09:11 pm
Respuesta #7

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Hola

Ok, pues entonces el Wolfram chochea jaja (de hecho ni siquiera "me dejó" poner el valor absoluto y tuve que poner la raiz cuadrada del seno al cuadrado  :laugh:)

En Wolfram sería así:

https://www.wolframalpha.com/input?i=Integrate%5BAbs%5Bsin%28Pi%2Ft%29%5D%2C%7Bt%2C0%2C1%7D%5D&lang=es

Lo que pasa es que en la versión gratis dice que excede el tiempo de cálculo.

Saludos.

Ok, gracias Luis. No me había fijado que era porque excedia el tiempo. Aunque con la raiz cuadrada del seno sí me daba un resultado (el que decía). En fin, cosas raras del Wolfram :laugh:

Saludos.
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