渐近分析问题:sum [log(i)* i ^ 3,{i,n}]是big-theta(log(n)* n ^ 4)

我有一个困扰我的作业问题。它要求您证明函数Sum [log(i)* i ^ 3,{i,n})(即从i = 1到n的log(i)* i ^ 3之和)是big-theta (的log(n)* N ^ 4)。 我知道Sum [i ^ 3,{i,n}]是((n(n + 1))/ 2)^ 2而Sum [log(i),{i,n})是log(n! ),但我不确定是否1)我可以单独处理这两个,因为它们是总和中相同产品的一部分,以及2)如何开始将其变成一种可以帮助我证明的形式。 任何帮助将非常感激。谢谢!     
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该系列看起来像这样 - 记录1 + log 2 * 2 ^ 3 + log 3 * 3 ^ 3 ....(最多n个术语) 其总和不会收敛。所以,如果我们整合它 积分到(1到无穷大)[logn * n ^ 3](按部分积分) 你会得到1/4 * logn * n ^ 4 - 1/16 *(n ^ 4) 很明显,主导词有logn * n ^ 4,因此它属于Big Theta(log n * n ^ 4) 你可以看到它的另一种方式是 - 该系列看起来像log 1 + log2 * 8 + log 3 * 27 ...... + log n * n ^ 3。 您可以将log n视为具有最高值的术语,因为所有对数函数都以相同的速率渐近地增长, 您可以将上述系列视为log n(1 + 2 ^ 3 + 3 ^ 3 ...) log n [n ^ 2(n + 1)^ 2] / 4 假设f(n)= log n * n ^ 4 g(n)= log n [n ^ 2(n + 1)^ 2] / 4 你可以证明f(n)/ g(n)的lim(n趋于inf)将是一个常数[应用L'Hopital的规则] 这是证明函数g(n)属于Big Theta(f(n))的另一种方法。 希望有所帮助。     
提示解决方案的一部分:左边总和的最后两个加数的总和有多大? 提示第二部分:如果你将左侧(总和)除以右侧,你得到多少个加数?最大的一个有多大? 再次提示第一部分:在第一个表达式中找到从n / 2到n的总和的简单估计值。     
尝试BigO限制定义并使用微积分。 对于微积分,您可能想使用一些计算机代数系统。 在下面的回答中,我已经展示了如何使用Maxima Opensource CAS执行此操作: 对数与幂的渐近复杂性     

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