■シンク積分(その3)

 結局,自力で証明することを早々に諦めて,

  David Borwein,Johnathan M. Borwein: Some remarkable properties of sinc and related integrals; The Ramanujan Journal, in press. CECM preprint 99,142 (available from http://www.cecm.sfu.ca/preprints)

を参照することにした.

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 ここでは紹介しないが,フーリエ変換によって解析学的に証明される.それによると

  ∫(0,∞)Πsinc(kx)dx

は,Σk<2のときπ/2となるということである.すなわち,k=1/(2i+1)の場合,第6項までだと

  1+1/3+・・・+1/13<2

だが,第7項まででは

  1+1/3+・・・+1/13+1/15>2

また,k=1/(3i+1)の場合,第10項まで計算しても

  1+1/4+・・・+1/28+1/31<2

なのである.

 

 この論文には,例の積分を提示したあと,

When this fact was recentry verified by a reseacher using a computer algebra package, he concludeed that there must be a "bug" in software. Not so. In the above example 1/3+....+1/13<1 but with the addition of 1/15, sum exceeds 1 and identity no longer holds.....(p14)

とある.

 

 その後,代数的な式に,具体的な係数値を代入して,

  ∫(0,∞)sincxsinc(x/3)sinc(x/5)・・・sinc(x/13)sinc(x/15)dx=R*π

  R=467807924713440738696537864469/935615849440640907310521750000

   =0.499999999992646・・・

を得ることができたことから,本件ではバグではなく,「数式処理ソフト」は正しいということが確認されたことになる.

 

 ここで不思議になるのは,Borweinの論文がでる前に,どうやってMathematicaは正しい結果を計算したか?である.とにかく数式処理ソフトの実力には感心させられるが,Mathematicaの積分,極限等の公式については,カンファレンス等でどの様な公式集によったか,どのように確認したかは公表されているようで,文献を丹念に追っていけばソースは明らかになるようである.

 

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[Q]高さが12,底辺でない2辺の長さが13と15の三角形がある.三角形の底辺の長さを求めよ.

 この問題はヘロンの三角形の問題であるが,江戸時代の本にも登場するらしい.ある中学生の答えは

[A]12と13と15が並んでいて,足りないのは14.

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[Q]底辺の長さが52,底辺でない2辺の長さが51と53の三角形がある.三角形の高さを求めよ.

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[Q]ブラーマグプタの問題

 3辺の長さが(13,14,15)の三角形がある.底辺の長さが14のとき,この三角形の高さを求めよ.

[A]12

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[Q]ボンベリの問題

 3辺の長さが(13,14,15)の三角形がある.底辺の長さが14のとき,1辺が底辺上にある内接正方形の1辺の長さを求めよ.

[A]84/13

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[Q]3辺の長さが(13,14,15)の三角形がある.この三角形の内接円の半径を求めよ.

[A]面積=1/2・14・12=84

  s=(a+b+c)/2=21

  sr=84→r=4

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