Question Number 204985 by Lindemann last updated on 04/Mar/24
$${Q}=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\left(\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{3}} \right)\left(\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{33}} \right)\left(\mathrm{1}−{x}^{\mathrm{333}} \right)}{{lnx}}{dx} \\ $$
Answered by witcher3 last updated on 04/Mar/24
$$\mathrm{Q}\left(\mathrm{a}\right)=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\mathrm{P}\left(\mathrm{x}\right)\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{a}} \right)}{\mathrm{ln}\left(\mathrm{x}\right)}\mathrm{dx};\mathrm{a}>\mathrm{0};\mathrm{and}\:\mathrm{P}\left(\mathrm{x}\right)\:\mathrm{polynomial} \\ $$$$\mathrm{Q}\left(\mathrm{0}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\frac{\partial\mathrm{Q}}{\partial\mathrm{a}}=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \mathrm{p}\left(\mathrm{x}\right)\frac{\partial}{\partial\mathrm{a}}\left(\frac{\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{a}} }{\mathrm{ln}\left(\mathrm{x}\right)}\right)\mathrm{dx}=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} −\mathrm{P}\left(\mathrm{x}\right)\mathrm{x}^{\mathrm{a}} \mathrm{dx} \\ $$$$\mathrm{P}\left(\mathrm{x}\right)=\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{m}} {\sum}}\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mathrm{x}^{\mathrm{n}} \\ $$$$\mathrm{Q}'\left(\mathrm{a}\right)=−\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{m}} {\sum}}\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \mathrm{x}^{\mathrm{n}+\mathrm{a}} \mathrm{dx} \\ $$$$=−\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{m}} {\sum}}\frac{\mathrm{a}_{\mathrm{n}} }{\mathrm{n}+\mathrm{a}+\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{Q}\left(\mathrm{a}\right)=−\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{m}} {\sum}}\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{n}+\mathrm{a}+\mathrm{1}\right)+\mathrm{C} \\ $$$$\mathrm{Q}\left(\mathrm{0}\right)=\mathrm{c}−\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{m}} {\sum}}\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right)=\mathrm{0}\Rightarrow\mathrm{c}=\Sigma\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right) \\ $$$$\mathrm{Q}\left(\mathrm{a}\right)=\underset{\mathrm{n}} {\sum}\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mathrm{ln}\left(\frac{\mathrm{n}+\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{1}+\mathrm{a}}\right) \\ $$$$\mathrm{in}\:\mathrm{our}\:\mathrm{exemple}\:\mathrm{a}=\mathrm{333};\mathrm{P}\left(\mathrm{x}\right)=\mathrm{x}^{\mathrm{36}} −\mathrm{x}^{\mathrm{33}} −\mathrm{x}^{\mathrm{3}} +\mathrm{1} \\ $$$$ \\ $$
Commented by moeeein last updated on 05/Mar/24
$$\mathrm{Q}\left(\mathrm{a}\right)=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\mathrm{P}\left(\mathrm{x}\right)\left(\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{a}} \right)}{\mathrm{ln}\left(\mathrm{x}\right)}\mathrm{dx};\mathrm{a}>\mathrm{0};\mathrm{and}\:\mathrm{P}\left(\mathrm{x}\right)\:\mathrm{polynomial} \\ $$$$\mathrm{Q}\left(\mathrm{0}\right)=\mathrm{0} \\ $$$$\frac{\partial\mathrm{Q}}{\partial\mathrm{a}}=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \mathrm{p}\left(\mathrm{x}\right)\frac{\partial}{\partial\mathrm{a}}\left(\frac{\mathrm{1}−\mathrm{x}^{\mathrm{a}} }{\mathrm{ln}\left(\mathrm{x}\right)}\right)\mathrm{dx}=\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} −\mathrm{P}\left(\mathrm{x}\right)\mathrm{x}^{\mathrm{a}} \mathrm{dx} \\ $$$$\mathrm{P}\left(\mathrm{x}\right)=\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{m}} {\sum}}\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mathrm{x}^{\mathrm{n}} \\ $$$$\mathrm{Q}'\left(\mathrm{a}\right)=−\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{m}} {\sum}}\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \mathrm{x}^{\mathrm{n}+\mathrm{a}} \mathrm{dx} \\ $$$$=−\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{m}} {\sum}}\frac{\mathrm{a}_{\mathrm{n}} }{\mathrm{n}+\mathrm{a}+\mathrm{1}} \\ $$$$\mathrm{Q}\left(\mathrm{a}\right)=−\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{m}} {\sum}}\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{n}+\mathrm{a}+\mathrm{1}\right)+\mathrm{C} \\ $$$$\mathrm{Q}\left(\mathrm{0}\right)=\mathrm{c}−\underset{\mathrm{n}=\mathrm{0}} {\overset{\mathrm{m}} {\sum}}\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right)=\mathrm{0}\Rightarrow\mathrm{c}=\Sigma\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mathrm{ln}\left(\mathrm{n}+\mathrm{1}\right) \\ $$$$\mathrm{Q}\left(\mathrm{a}\right)=\underset{\mathrm{n}} {\sum}\mathrm{a}_{\mathrm{n}} \mathrm{ln}\left(\frac{\mathrm{n}+\mathrm{1}}{\mathrm{n}+\mathrm{1}+\mathrm{a}}\right) \\ $$$$\mathrm{in}\:\mathrm{our}\:\mathrm{exemple}\:\mathrm{a}=\mathrm{333};\mathrm{P}\left(\mathrm{x}\right)=\mathrm{x}^{\mathrm{36}} −\mathrm{x}^{\mathrm{33}} −\mathrm{x}^{\mathrm{3}} +\mathrm{1} \\ $$$$ \\ $$