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如題, 我觀察到對任何正整數p, 任何正整數N>=(p+1), 都會有: N-1 nπ Σ (cos(x-──))^(2p) = constant, denpending on p and N n=0 N 如圖 https://www.desmos.com/calculator/var1czvemp 我想知道這個常數是什麼 自己化簡時如果把cos(x-(nπ)/N)拆成cos*cos+sin*sin, 之後光是2p次方就很頭痛 而如果把(cos(x-(nπ)/N))^(2p)寫成(1-(sin(x-(nπ)/N))^2)^p, 好像也沒啥幫助 而如果用e^ix取等比級數再取實部這招, 只能適用於p=0.5 我猜motivation應就是從p=1中, sin^2+cos^2=1 而來的 完全不知道怎麼化簡... 謝謝幫忙~ ------------------------- 這個問題的一般式就是 Σ_{n=0~N-1} (cos(a+nd))^q, d!=0, q正整數, a,d任意實數 我嘗試用cos^q(x) = ((1/2)*(e^(ix)+e^(-ix)))^q 然後做二項式定理 然後再用級數交換與等比級數, 最後導到: https://www.desmos.com/calculator/horz48lm0b --



※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 59.102.225.191 (臺灣)
※ 文章網址: https://webptt.com/m.aspx?n=bbs/Math/M.1682726064.A.9B4.html ※ 編輯: znmkhxrw (59.102.225.191 臺灣), 04/29/2023 08:18:14 ※ 編輯: znmkhxrw (59.102.225.191 臺灣), 04/29/2023 08:24:07 ※ 編輯: znmkhxrw (59.102.225.191 臺灣), 04/29/2023 09:21:25
1F:推 LPH66 : 叫 Mathematica 直接對小的 N p 展開的結果是 04/29 11:28
2F:→ LPH66 : https://i.imgur.com/slUUAPo.png 04/29 11:28
3F:→ LPH66 : 下面那條是我觀察結果猜的通式, 不知道對不對就是 04/29 11:29
4F:→ LPH66 : (k!! 是跳 2 的階乘, 也就是那個乘項其實是 04/29 11:29
5F:→ LPH66 : (1/2)(3/4)(5/6)...((2p-1)/(2p)) 這個連乘積 04/29 11:30
6F:→ LPH66 : 或者另一個長相是這樣 04/29 11:33
7F:→ LPH66 : https://i.imgur.com/pTcz4r2.png 04/29 11:33
嗨L大, 我之後也是用猜的哈哈, 我上面的連結中q偶數的話, m=q/2會有這一項跑出來 https://i.imgur.com/aJje1ZQ.jpg 而當時我就是不會化簡前面, 果斷猜測他會自己左右消掉, 果然模擬起來這個常數 就是 N*C(q,q/2)*(1/2^q)
8F:推 Vulpix : 應該沒錯吧,我晚點回家查查「神奇的複數」XD然後 04/29 12:42
9F:→ Vulpix : 我不是wayne…… 04/29 12:42
10F:→ musicbox810 : 他好久沒出現了 04/29 12:48
11F:推 Vulpix : 證明大概是要用分部和分。可是真的好容易算錯。 04/29 17:23
我沒找到左右相消的契機...好難算QQ
12F:推 LimSinE : 先證答案與x無關,原式對x積分[0,2pi]即可求值 04/29 18:59
這很酷欸!! 單純要找值的話 我一開始是想說我只要找x=0就可以知道常數, 可是x=0跟general x卡的點根本一樣XD 因為難處就是那個次方QQ
13F:推 Vulpix : 推樓上,這樣舒服多了。不過我還是想嘗試硬爆! 04/29 20:37
14F:→ Vulpix : 就是完全模仿那個分部積分的過程來算。 04/29 20:38
15F:→ musicbox810 : 怎麼證答案與x無關? 04/29 22:00
要證明微分等於0就遇到更恐怖的次方相加, 我也沒試這條路了XD 還是硬著頭皮化簡感覺比較有機會 ======================================================================= 謝謝大家討論, 我目前更general的模擬結果是: --------------------------------------- 令 S_c = Σ_{n=0~N-1} (cos(a+nd))^q S_s = Σ_{n=0~N-1} (sin(a+nd))^q 則 對於任何實數a, 偶數q, 正整數N, d = kπ/N, 且k是不被N/2整除的整數 我們都有 S_c = S_s = (N/2^q)*C(q, q/2) --------------------------------------- 也就是說只有特殊的d跟q才可以讓 m<q/2 跟 m>q/2 那兩坨相消 而這個結果應該可以仿造下篇H大的方式證出來, 只是要多處理k (原本問題相當於k=1, 總不被N/2整除) 等哪天閒閒的再去搞那坨分式吧XDDD 不過這結果好像也有點合理, 因為k=1的話剛好讓(cos(x))^2p剛好加滿一個週期π 其他的d值感覺就有但書了, 會多其他項不意外(? 謝謝大家~ ※ 編輯: znmkhxrw (59.102.225.191 臺灣), 04/30/2023 13:45:41
16F:推 Vulpix : 次方相加無所謂,你做一下傅立葉級數就知道他們和 04/30 13:52
17F:→ Vulpix : 還是0。 04/30 13:52
18F:→ znmkhxrw : 了解~謝謝V大 05/02 11:01







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