المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

الرياضيات
عدد المواضيع في هذا القسم 9761 موضوعاً
تاريخ الرياضيات
الرياضيات المتقطعة
الجبر
الهندسة
المعادلات التفاضلية و التكاملية
التحليل
علماء الرياضيات

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر
{ان أولى الناس بإبراهيم للذين اتبعوه}
2024-10-31
{ما كان إبراهيم يهوديا ولا نصرانيا}
2024-10-31
أكان إبراهيم يهوديا او نصرانيا
2024-10-31
{ قل يا اهل الكتاب تعالوا الى كلمة سواء بيننا وبينكم الا نعبد الا الله}
2024-10-31
المباهلة
2024-10-31
التضاريس في الوطن العربي
2024-10-31

Nucleic acid analysis methods
6-11-2020
الشرط المتعلق بأغراض الشركة لصحة اندماج الشركة
26-11-2021
مشع كهفي cavity radiator
26-3-2018
الخمائر Yeasts
2-10-2020
الاستراتيجيات التسويقية لمراحل دورة حياة المنتج
5-6-2016
الغابات المدارية الموسمية Tropical Seasonal Forest
2024-08-23

Euler-Maclaurin Integration Formulas  
  
813   04:52 مساءً   date: 9-12-2021
Author : Abramowitz, M. and Stegun, I. A.
Book or Source : Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover,
Page and Part : ...


Read More
Date: 10-12-2021 600
Date: 2-12-2021 299
Date: 5-12-2021 424

Euler-Maclaurin Integration Formulas

The Euler-Maclaurin integration and sums formulas can be derived from Darboux's formula by substituting the Bernoulli polynomial B_n(t) in for the function phi(t). Differentiating the identity

 B_n(t+1)-B_n(t)=nt^(n-1)

(1)

n-k times gives

 B_n^((n-k))(t+1)-B_n^((n-k))(t)=n(n-1)...kt^(k-1).

(2)

Plugging in t=0 gives B_n^((n-k))(1)=B_n^((n-k))(0). From the Maclaurin series of B_n(z) with k>0, we have

B_n^((n-2k-1))(0) = 0

(3)

B_n^((n-2k))(0) = (n!)/((2k)!)B_(2k)

(4)

B_n^((n-1))(0) = 1/2n!

(5)

B_n^((n))(0) = n!,

(6)

where B_n is a Bernoulli number, and substituting these values of B_n^((n-k))(1) and B_n^((n-k))(0) into Darboux's formula gives

(7)

which is the Euler-Maclaurin integration formula (Whittaker and Watson 1990, p. 128). It holds when the function f(z) is analytic in the integration region

In certain cases, the last term tends to 0 as n->infty, and an infinite series can then be obtained for f(z)-f(a). In such cases, sums may be converted to integrals by inverting the formula to obtain the Euler-Maclaurin sum formula

 sum_(k=1)^(n-1)f_k=int_0^nf(k)dk-1/2[f(0)+f(n)]+sum_(k=1)^infty(B_(2k))/((2k)!)[f^((2k-1))(n)-f^((2k-1))(0)],

(8)

which, when expanded, gives

(9)

(Abramowitz and Stegun 1972, p. 16). The Euler-Maclaurin sum formula is implemented in the Wolfram Language as the function NSum with option Method -> "EulerMaclaurin".

The second Euler-Maclaurin integration formula is used when f(x) is tabulated at n values f_(3/2)f_(5/2), ..., f_(n-1/2):

 int_(x_1)^(x_n)f(x)dx=h[f_(3/2)+f_(5/2)+f_(7/2)+...+f_(n-3/2)+f_(n-1/2)] 
 -sum_(k=1)^infty(B_(2k)h^(2k))/((2k)!)(1-2^(-2k+1))[f_n^((2k-1))-f_1^((2k-1))].

(10)


REFERENCES:

Abramowitz, M. and Stegun, I. A. (Eds.). Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables, 9th printing. New York: Dover, pp. 16 and 806, 1972.

Apostol, T. M. "An Elementary View of Euler's Summation Formula." Amer. Math. Monthly 106, 409-418, 1999.

Arfken, G. "Bernoulli Numbers, Euler-Maclaurin Formula." §5.9 in Mathematical Methods for Physicists, 3rd ed. Orlando, FL: Academic Press, pp. 327-338, 1985.

Borwein, J. M.; Borwein, P. B.; and Dilcher, K. "Pi, Euler Numbers, and Asymptotic Expansions." Amer. Math. Monthly 96, 681-687, 1989.

Euler, L. Comm. Acad. Sci. Imp. Petrop. 6, 68, 1738.

Havil, J. "Euler-Maclaurin Summation." §10.2 in Gamma: Exploring Euler's Constant. Princeton, NJ: Princeton University Press, pp. 85-86, 2003.

Knopp, K. Theory and Application of Infinite Series. New York: Dover, 1990.

Maclaurin, C. Treatise of Fluxions. Edinburgh, p. 672, 1742.

Vardi, I. "The Euler-Maclaurin Formula." §8.3 in Computational Recreations in Mathematica. Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 159-163, 1991.

Whittaker, E. T. and Robinson, G. "The Euler-Maclaurin Formula." §67 in The Calculus of Observations: A Treatise on Numerical Mathematics, 4th ed. New York: Dover, pp. 134-136, 1967.

Whittaker, E. T. and Watson, G. N. "The Euler-Maclaurin Expansion." §7.21 in A Course in Modern Analysis, 4th ed. Cambridge, England: Cambridge University Press, pp. 127-128, 1990.




الجبر أحد الفروع الرئيسية في الرياضيات، حيث إن التمكن من الرياضيات يعتمد على الفهم السليم للجبر. ويستخدم المهندسون والعلماء الجبر يومياً، وتعول المشاريع التجارية والصناعية على الجبر لحل الكثير من المعضلات التي تتعرض لها. ونظراً لأهمية الجبر في الحياة العصرية فإنه يدرّس في المدارس والجامعات في جميع أنحاء العالم. ويُعجب الكثير من الدارسين للجبر بقدرته وفائدته الكبيرتين، إذ باستخدام الجبر يمكن للمرء أن يحل كثيرًا من المسائل التي يتعذر حلها باستخدام الحساب فقط.وجاء اسمه من كتاب عالم الرياضيات والفلك والرحالة محمد بن موسى الخورازمي.


يعتبر علم المثلثات Trigonometry علماً عربياً ، فرياضيو العرب فضلوا علم المثلثات عن علم الفلك كأنهما علمين متداخلين ، ونظموه تنظيماً فيه لكثير من الدقة ، وقد كان اليونان يستعملون وتر CORDE ضعف القوسي قياس الزوايا ، فاستعاض رياضيو العرب عن الوتر بالجيب SINUS فأنت هذه الاستعاضة إلى تسهيل كثير من الاعمال الرياضية.

تعتبر المعادلات التفاضلية خير وسيلة لوصف معظم المـسائل الهندسـية والرياضـية والعلمية على حد سواء، إذ يتضح ذلك جليا في وصف عمليات انتقال الحرارة، جريان الموائـع، الحركة الموجية، الدوائر الإلكترونية فضلاً عن استخدامها في مسائل الهياكل الإنشائية والوصف الرياضي للتفاعلات الكيميائية.
ففي في الرياضيات, يطلق اسم المعادلات التفاضلية على المعادلات التي تحوي مشتقات و تفاضلات لبعض الدوال الرياضية و تظهر فيها بشكل متغيرات المعادلة . و يكون الهدف من حل هذه المعادلات هو إيجاد هذه الدوال الرياضية التي تحقق مشتقات هذه المعادلات.