关于无穷嵌套对数函数在[1,2]上的积分收敛于1的猜想求证
关于无穷嵌套对数函数在[1,2]上的积分收敛于1的猜想求证
我之前在Desmos上研究这个无穷嵌套对数函数:
$$f(x)=\ln\left(x+\ln\left(x2+\ln\left(x3+\ln\left(\dots\right)\right)\right)\right)$$
当时突然想计算它在区间$[1,2]$上的积分,于是先从有限嵌套的情况入手——这里用$n$表示嵌套的层数,比如$n=1$时就是$f_1(x)=\ln(x)$,$n=2$时是$f_2(x)=\ln\left(x+\ln\left(x^2\right)\right)$。
我算出了不同$n$对应的积分结果,整理成如下表格:
$$\begin{array}{c|c}
\text{n} & \int_{1}^{2}{f_n(x)}dx \ \hline
1 & 0.38629436112 \ \hline
2 & 0.769701324476 \ \hline
3 & 0.923253197047 \ \hline
4 & 0.968765188969 \ \hline
5 & 0.982950647903 \ \hline
10 & 0.992710069039 \
\end{array}$$
从这些数值结果来看,我猜想这个无穷嵌套对数函数在$[1,2]$上的积分会收敛于1。
不过我自己没有足够的能力完成这个猜想的解析证明或者推翻它,想请教各位大佬能不能帮忙?另外我还没找到这个无穷嵌套对数函数的闭合形式,但我觉得如果能找到的话,这个证明应该会轻松很多。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Dylan Levine
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