求助PDF
{"title":"Genz测试积分的显式解","authors":"Vesa Kaarnioja","doi":"10.1016/j.aml.2024.109444","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"A collection of test integrals introduced by Genz (1984) has remained popular to this day for assessing the robustness of high-dimensional numerical integration algorithms. However, the explicit solutions to these integrals do not appear to be readily available in the existing literature: typically the true values of the test integrals are simply approximated using “overkill” numerical solutions. In this paper, analytic solutions are presented for the Genz test integrals <ce:display><ce:formula><mml:math altimg=\"si1.svg\" display=\"block\"><mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo indentalign=\"id\" indenttarget=\"mmlalignd1e67\" linebreak=\"newline\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo linebreak=\"badbreak\">+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"badbreak\">−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">=</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>arctan</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>arctan</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo indentalign=\"id\" indenttarget=\"mmlalignd1e67\" linebreak=\"newline\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo linebreak=\"badbreak\">+</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">−</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant=\"fraktur\">u</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">⊆</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo linebreak=\"badbreak\">−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>#</mml:mi><mml:mi mathvariant=\"fraktur\">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo linebreak=\"badbreak\">+</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant=\"fraktur\">u</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo indentalign=\"id\" indenttarget=\"mmlalignd1e67\" linebreak=\"newline\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"badbreak\">−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant=\"normal\">erf</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">+</mml:mo><mml:mi mathvariant=\"normal\">erf</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"badbreak\">−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo indentalign=\"id\" indenttarget=\"mmlalignd1e67\" linebreak=\"newline\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">=</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"badbreak\">−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">−</mml:mo><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo linebreak=\"badbreak\">−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo indentalign=\"id\" indenttarget=\"mmlalignd1e67\" linebreak=\"newline\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence=\"true\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=\"0.16667em\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\"normal\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\">=</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\"badbreak\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"badbreak\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display> where <mml:math altimg=\"si7.svg\" display=\"inline\"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo linebreak=\"goodbreak\" linebreakstyle=\"after\">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant=\"double-struck\">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>, <mml:math altimg=\"si8.svg\" display=\"inline\"><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo linebreak=\"goodbreak\" linebreakstyle=\"after\"><</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\" linebreakstyle=\"after\"><</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math>, and <mml:math altimg=\"si9.svg\" display=\"inline\"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\"goodbreak\" linebreakstyle=\"after\">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant=\"double-struck\">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math> for all <mml:math altimg=\"si10.svg\" display=\"inline\"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\"goodbreak\" linebreakstyle=\"after\">∈</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math>.","PeriodicalId":55497,"journal":{"name":"Applied Mathematics Letters","volume":"20 1","pages":""},"PeriodicalIF":2.9000,"publicationDate":"2024-12-26","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"Explicit solutions of Genz test integrals\",\"authors\":\"Vesa Kaarnioja\",\"doi\":\"10.1016/j.aml.2024.109444\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"A collection of test integrals introduced by Genz (1984) has remained popular to this day for assessing the robustness of high-dimensional numerical integration algorithms. However, the explicit solutions to these integrals do not appear to be readily available in the existing literature: typically the true values of the test integrals are simply approximated using “overkill” numerical solutions. In this paper, analytic solutions are presented for the Genz test integrals <ce:display><ce:formula><mml:math altimg=\\\"si1.svg\\\" display=\\\"block\\\"><mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>cos</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>π</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>sin</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo indentalign=\\\"id\\\" indenttarget=\\\"mmlalignd1e67\\\" linebreak=\\\"newline\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">−</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">+</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">=</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>arctan</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>arctan</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo indentalign=\\\"id\\\" indenttarget=\\\"mmlalignd1e67\\\" linebreak=\\\"newline\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">+</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">−</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>!</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munder><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant=\\\"fraktur\\\">u</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">⊆</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>#</mml:mi><mml:mi mathvariant=\\\"fraktur\\\">u</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">+</mml:mo><mml:munder><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∈</mml:mo><mml:mi mathvariant=\\\"fraktur\\\">u</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo indentalign=\\\"id\\\" indenttarget=\\\"mmlalignd1e67\\\" linebreak=\\\"newline\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>π</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:mfrac><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">erf</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">+</mml:mo><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">erf</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo indentalign=\\\"id\\\" indenttarget=\\\"mmlalignd1e67\\\" linebreak=\\\"newline\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>|</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">=</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">−</mml:mo><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">−</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo indentalign=\\\"id\\\" indenttarget=\\\"mmlalignd1e67\\\" linebreak=\\\"newline\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:munderover><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∫</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">(</mml:mo><mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∑</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo fence=\\\"true\\\">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">⋯</mml:mo><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width=\\\"0.16667em\\\"></mml:mspace><mml:mi mathvariant=\\\"normal\\\">d</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\">=</mml:mo><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>exp</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">−</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:munderover><mml:mrow><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">∏</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"badbreak\\\">=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></ce:formula></ce:display> where <mml:math altimg=\\\"si7.svg\\\" display=\\\"inline\\\"><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\" linebreakstyle=\\\"after\\\">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant=\\\"double-struck\\\">Z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math>, <mml:math altimg=\\\"si8.svg\\\" display=\\\"inline\\\"><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\" linebreakstyle=\\\"after\\\"><</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\" linebreakstyle=\\\"after\\\"><</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:math>, and <mml:math altimg=\\\"si9.svg\\\" display=\\\"inline\\\"><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\" linebreakstyle=\\\"after\\\">∈</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant=\\\"double-struck\\\">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math> for all <mml:math altimg=\\\"si10.svg\\\" display=\\\"inline\\\"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo linebreak=\\\"goodbreak\\\" linebreakstyle=\\\"after\\\">∈</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>…</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math>.\",\"PeriodicalId\":55497,\"journal\":{\"name\":\"Applied Mathematics Letters\",\"volume\":\"20 1\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":2.9000,\"publicationDate\":\"2024-12-26\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"Applied Mathematics Letters\",\"FirstCategoryId\":\"100\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.1016/j.aml.2024.109444\",\"RegionNum\":2,\"RegionCategory\":\"数学\",\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"Q1\",\"JCRName\":\"MATHEMATICS, APPLIED\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Applied Mathematics Letters","FirstCategoryId":"100","ListUrlMain":"https://doi.org/10.1016/j.aml.2024.109444","RegionNum":2,"RegionCategory":"数学","ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q1","JCRName":"MATHEMATICS, APPLIED","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
引用
批量引用
摘要
Genz(1984)引入的一组测试积分至今仍很流行,用于评估高维数值积分算法的鲁棒性。然而,在现有的文献中,这些积分的显式解似乎并不容易得到:通常,测试积分的真实值只是简单地用“过度”数值解来近似。在本文中,分析解决方案提出了贞测试积分∫01⋯∫01 cos(2πw1 +∑i = 1 dcixi) dxd⋯dx1 = 2 dco(2πw1 + 12∑我dci = 1)∏i = 1 dsin ci2 ci,∫01⋯∫01∏i = 1 d1ci−2 +(ξ−wi) 2 dxd⋯dx1 dci =∏i = 1(反正切(ciwi) +反正切(ci−ciwi)), 01⋯∫∫01(1 +∑i = 1 dcixi)−(d + 1) dxd⋯dx1 = 1 d !∏i = 1 dci∑u⊆{c1,…,cd}(−1)# u1 +∑我∈ui, 01⋯∫∫01 exp(−∑i = 1 dci2(ξ−wi) 2) dxd⋯dx1 22 =πd / d∏i = 1 derf (ciwi) +小块土地(ci−ciwi) ci, 01⋯∫∫01 exp(−∑i = 1 dci | xi−wi |) dxd⋯dx1 =∏i = 1 dexp (ciwi−ci)−exp(−ciwi) ci, w1 0 w2∫∫∫0 01⋯∫01 exp(∑i = 1 dcixi) dxd⋯dx3dx2dx1 =∏i = 12 (exp (ciwi)−1)∏i = 3 d (exp (ci)−1)∏我dci = 1,d∈Z +, 0 & lt; wi< ci∈R + 1,我∈{1,…,d}。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Explicit solutions of Genz test integrals
A collection of test integrals introduced by Genz (1984) has remained popular to this day for assessing the robustness of high-dimensional numerical integration algorithms. However, the explicit solutions to these integrals do not appear to be readily available in the existing literature: typically the true values of the test integrals are simply approximated using “overkill” numerical solutions. In this paper, analytic solutions are presented for the Genz test integrals ∫ 0 1 ⋯ ∫ 0 1 cos ( 2 π w 1 + ∑ i = 1 d c i x i ) d x d ⋯ d x 1 = 2 d cos ( 2 π w 1 + 1 2 ∑ i = 1 d c i ) ∏ i = 1 d sin ( c i 2 ) c i , ∫ 0 1 ⋯ ∫ 0 1 ∏ i = 1 d 1 c i − 2 + ( x i − w i ) 2 d x d ⋯ d x 1 = ∏ i = 1 d c i ( arctan ( c i w i ) + arctan ( c i − c i w i ) ) , ∫ 0 1 ⋯ ∫ 0 1 ( 1 + ∑ i = 1 d c i x i ) − ( d + 1 ) d x d ⋯ d x 1 = 1 d ! ∏ i = 1 d c i ∑ u ⊆ { c 1 , … , c d } ( − 1 ) # u 1 + ∑ i ∈ u i , ∫ 0 1 ⋯ ∫ 0 1 exp ( − ∑ i = 1 d c i 2 ( x i − w i ) 2 ) d x d ⋯ d x 1 = π d / 2 2 d ∏ i = 1 d erf ( c i w i ) + erf ( c i − c i w i ) c i , ∫ 0 1 ⋯ ∫ 0 1 exp ( − ∑ i = 1 d c i | x i − w i | ) d x d ⋯ d x 1 = ∏ i = 1 d exp ( c i w i − c i ) − exp ( − c i w i ) c i , ∫ 0 w 1 ∫ 0 w 2 ∫ 0 1 ⋯ ∫ 0 1 exp ( ∑ i = 1 d c i x i ) d x d ⋯ d x 3 d x 2 d x 1 = ∏ i = 1 2 ( exp ( c i w i ) − 1 ) ∏ i = 3 d ( exp ( c i ) − 1 ) ∏ i = 1 d c i , where d ∈ Z + , 0 < w i < 1 , and c i ∈ R + for all i ∈ { 1 , … , d } .