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一般化

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こちら の記事の式の途中に$\displaystyle \tan^i \theta$の積分が出てきたので、指数を一般化します.

\begin{align} \int_0^\frac{\pi}{2}\tan^z \theta \ d \theta &= \int_0^\frac{\pi}{2}\sin^z \theta \cos^{-z} \theta \ d \theta \\ &= \int_0^\frac{\pi}{2}\sin^{2\frac{z+1}{2}-1} \theta \cos^{2\frac{-z+1}{2}-1} \theta \ d \theta \\ &= \frac12 {\rm{B}}\left(\frac{z+1}{2}, \frac{-z+1}{2}\right) \\ &= \frac12 \frac{1}{\Gamma(1)}\Gamma\left(\frac{z+1}{2}\right)\Gamma\left(\frac{-z+1}{2}\right) \\ &= \frac{1}{2} \frac{\pi}{\sin\left(\pi\cdot\frac{z+1}{2}\right)} \\ &= \frac{\pi}{2} \frac{1}{\sin\frac{z\pi}{2}\cos\frac{\pi}{2}+\sin\frac{\pi}{2}\cos\frac{z\pi}{2}} \\ &= \frac{\pi}{2} \sec \frac{z\pi}{2} \end{align}

そういえば級数botが前にこの積分をツイートしていた気がします。

投稿日:2021112
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Ιδέα
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割り算が苦手です

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