2020/12/14にツイートした積分です。
https://twitter.com/sounansya_29/status/1338416268429250560?s=21
∫0∞arctanx2x2dx=π2
∫0∞arctan2xx2dx=πlog2
[解説]
∫0∞arctanx2x2dx=12∫0∞arctantttdt (t=x2)=−[arctantt]0∞+∫0∞1t(1+t2)dt=∫0π21tanθdθ (t=tanθ)=∫0π2sin−12θcos12θdθ=12B(14,34)=12Γ(14)Γ(34)=π2sinπ4=π2 ◻
∫0∞arctan2xx2dx=−[arctan2xx]0∞+2∫0∞arctanxx(1+x2)dx=2∫0π2xtanxdx=2[xlogsinx]0π2−2∫0π2logsinxdx=−∫0π2logsinxdx−∫0π2logcosxdx=−∫0π2(logsin2x−log2)dx=π2log2−12∫0πlogsinxdx=π2log2−∫0π2logsinxdx=πlog2 ◻
以上で2つの積分が証明されました。
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