Re: [obm-l] Conjecturas especiosas

2013-10-30 Por tôpico Hugo Tadashi
Esta eu vi em [1]: Com um computador pode-se verificar que os primeiros 42
bilhões dígitos do pi e da série abaixo são iguais,

[image: Inline image 1]
mas a identidade é falsa.


[1] Borwein, Jonathan M., and Peter B. Borwein. Strange series and high
precision fraud. *The American mathematical monthly* 99.7 (1992): 622-640.

Abraços,
Tadashi


2013/10/24 Rogerio Ponce abrlw...@gmail.com

 Nao funciona para n=41, por exemplo.

 []'s
 Rogerio Ponce


 2013/10/23 marcone augusto araújo borges marconeborge...@hotmail.com

 Não sei se ajuda muito mas n^2 - n + 41 parece que gera só primos

 --
 Date: Wed, 23 Oct 2013 18:38:11 -0300
 Subject: [obm-l] Conjecturas especiosas
 From: rigillesbmene...@gmail.com
 To: obm-l@mat.puc-rio.br

 Olá pessoal, não vou falar sobre nenhuma questão, só fazer uma pergunta.
 Que conjecturas vocês conhecem que parecem muito ser verdade, sem o ser?
 Tenho procurado por elas para ter alguns exemplos da importância de provar
 coisas na matemática para mostrar a meus amigos :)
 Abraços,
 Rígille Scherrer Borges Menezes

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pi.png

Re: [obm-l] Conjecturas especiosas

2013-10-30 Por tôpico Bernardo Freitas Paulo da Costa
2013/10/30 Hermann ilhadepaqu...@bol.com.br

 É possível montar essa série no EXCEL? Claro para os primeiros dígitos.
Montar, sim. Com precisão para PROVAR que os primeiros dígitos são o
que o Excel acha (ou qualquer outro software simples de contas),
provavelmente, não. Porque o Excel não prova nada ;-)

Vamos ver então como provar que algumas contas não vão dar muito errado !

Note que os termos são exp(-n^2 / 10^10). Ou seja, quando n é
pequeno (leia-se, tal que n^2  10^10) temos que os termos são,
praticamente, iguais a 1. Para que os termos se tornem pequenos, é
preciso que n^2 seja razoavelmente maior do que 10^10. Note que
exp(-1)  1/3, logo você com certeza vai ter que somar, pelo menos, um
monte de termos até 10^5 (e até -10^5 do outro lado). Só isso pode já
ser um problema de caber no Excel.

Eu acho (só acho) que a partir de n = 10^6 o resto será
suficientemente pequeno para ser desprezado. Isso tem a ver com
(a+b)^2 = a^2 + 2*a*b + b^2 : se b for muuito menor do que a, os
primeiros dígitos serão os de a^2.

Aqui, eu tomaria a = soma dos termos com |n|  10^6, b = cauda da série.

Restam, é claro, os problemas de precisão: somar 2 * 10^6 números de
ponto flutuante, sem contar que cada conta exp(-n^2 / 10^10) já tem um
erro embutido (exceto para n = 0, onde dá 1 exatamente, e o computador
acerta) pode gerar um erro relativo grande, algo como eps*2*10^6 (eps
= precisão da máquina = 2^-53). Isso quer dizer que o a tem um erro
deste tamanho, e portanto a^2 terá um erro também, de novo pela
fórmula (a+b)^2 mais ou menos igual ao dobro do erro. Assim, deve
dar algo como 8-10 dígitos exatos ao fazer essa conta.

A única coisa que falta é provar que o rabicho da série a partir de
10^6 + 1 é realmente pequeno. Comparando com a integral, temos
rabicho = b  1/10^5 * integral de 10^6 até infinito de exp(-n^2 /
10^10), substitua n = 10^5 * x,
 = 10^5 / 10^5 * integral de 10 até infinito de
exp(-x^2) = erfc(10) ~ 2*10^(-45)

(nota: essa integral não tem primitiva bonitinha, e daí nasceram as
erf e erfc, que foram bastante estudadas para justamente ter
estimativas legais quando aparecem, e serem calculadas de forma
eficiente

Se você não conhece as erfc - ou não tem acesso a um cara que calcule
ele -, você pode estimar a integral assim:

int_M^infinito exp(-n^2) dn  int_M^infinito(-M*n) dn = 1/M *
exp(-M*M), o que no nosso caso dá que erfc(10)  exp(-100)/10 que é
realmente bem menor do que 1 para ser desprezado; na verdade, é menor
do que o eps da máquina, que é 2^(-53), e portanto a partir daí não
faz mais diferença nenhuma.)

Abraços,
-- 
Bernardo Freitas Paulo da Costa

-- 
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Instruções para entrar na lista, sair da lista e usar a lista em
http://www.mat.puc-rio.br/~obmlistas/obm-l.html
=


Re: [obm-l] Conjecturas especiosas

2013-10-30 Por tôpico Bernardo Freitas Paulo da Costa
Sem muita análise de precisão das contas, um programa em C acha os
seguintes valores

somando entre +- k*10^5 :

k = 1  série =   2.23099613103075889, erro =0.91059652255903445
k = 2  série =   3.11227096594849684, erro =0.02932168764129647
k = 3  série =   3.14145386081124123, erro =0.00013879277855176
k = 4  série =   3.14159255672422244, erro =0.0009686557082
k = 5  série =   3.14159265358006223, erro =0.000973097
k = 6  série =   3.14159265358972117, erro =0.07216
k = 7  série =   3.14159265358972117, erro =0.07216

note que para k a partir de 6, os erros de truncamento (que eu não me
dei ao trabalho de eliminar) dominam e não adianta mais somar nada.
Tem também a ver que a cauda da série fica menor do que o epsilon da
máquina, mas nesse caso deveria haver um erro de no máximo 1 (ou 2, se
dermos azar) casa decimal, não 4 como vemos aqui.

Abraços,
-- 
Bernardo Freitas Paulo da Costa

-- 
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http://www.mat.puc-rio.br/~obmlistas/obm-l.html
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Re: [obm-l] Conjecturas especiosas

2013-10-30 Por tôpico Bernardo Freitas Paulo da Costa
2013/10/30 Hugo Tadashi tada...@gmail.com

 Esta eu vi em [1]: Com um computador pode-se verificar que os primeiros 42
 bilhões dígitos do pi e da série abaixo são iguais,

 [image: Inline image 1]
 mas a identidade é falsa.


 [1] Borwein, Jonathan M., and Peter B. Borwein. Strange series and high
 precision fraud. *The American mathematical monthly* 99.7 (1992):
 622-640.

 Abraços,
 Tadashi

Humpf, eu devia ter adivinhado... quanto maior for N (= 10^5 nesse caso),
mais próxima estará a fórmula de Pi. Ou, melhor dizendo:

lim N-infinito (1/N * soma exp(-n^2 / N^2) )^2 = Pi

Seria interessante provar (analiticamente) uma estimativa da diferença em
função de N.

Viva Riemann,
-- 
Bernardo Freitas Paulo da Costa

-- 
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