mma8 中 Integrate 与 NIntegrate 中的错误

发布于 2024-11-07 19:52:13 字数 466 浏览 6 评论 0原文

这里发生了什么(Mathematica 版本 8.x):

NIntegrate[Log[1/2 + Sqrt[1/4 - 1/(4 x^2)]]/x, {x, 1, Infinity}]
--> -0.171007

Integrate[Log[1/2 + Sqrt[1/4 - 1/(4 x^2)]]/x, {x, 1, Infinity}] // N
--> 0.171007

NIntegrate[] 值是正确的。我之前遇到过 PrincipalValue 选择的问题,但是 a) 这些问题已在 mma8 中修复,b) 这个积分在积分区域中没有或至少不应该有极点。

编辑:感谢人们提出了解决此问题的解决方案,一个通用的解决方案是,例如,专门使用 NIntegrate。然而,我有兴趣找出为什么会发生这种情况,以及这个错误是否是可预测的。

What is going on here (Mathematica version 8.x):

NIntegrate[Log[1/2 + Sqrt[1/4 - 1/(4 x^2)]]/x, {x, 1, Infinity}]
--> -0.171007

Integrate[Log[1/2 + Sqrt[1/4 - 1/(4 x^2)]]/x, {x, 1, Infinity}] // N
--> 0.171007

The NIntegrate[] value is correct. I have run into problems with PrincipalValue selections before but a) those have been fixed in mma8 and b) this integral doesn't, or at least shouldn't, have poles in the integration region.

EDIT: Thanks to people suggesting solutions to this problem, a general solution would be, e.g., using exclusively NIntegrate. However, I am interested in finding out why specifically this happens and whether thus this bug is predictable.

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评论(1

俯瞰星空 2024-11-14 19:52:13

恐怕这是 Integrate 中的一个错误。作为解决方法,请更改变量 x->u^(-1/2)

In[12]:= Log[1/2 + Sqrt[1/4 - 1/(4*x^2)]]/x Dt[x]/Dt[u] /. 
 x -> 1/Sqrt[u]

Out[12]= Log[1/2 + Sqrt[1/4 - u/4]]/(2 u)

然后

In[14]:= Integrate[%, {u, 1, 0}]

Out[14]= 1/24 (-\[Pi]^2 + Log[8] Log[16])

In[15]:= N[%]

Out[15]= -0.171007

这与 NIntegrate 一致。

This is a bug in Integrate, I am afraid. As a workaround, do the change of variables x->u^(-1/2):

In[12]:= Log[1/2 + Sqrt[1/4 - 1/(4*x^2)]]/x Dt[x]/Dt[u] /. 
 x -> 1/Sqrt[u]

Out[12]= Log[1/2 + Sqrt[1/4 - u/4]]/(2 u)

Then

In[14]:= Integrate[%, {u, 1, 0}]

Out[14]= 1/24 (-\[Pi]^2 + Log[8] Log[16])

In[15]:= N[%]

Out[15]= -0.171007

This agrees with NIntegrate.

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