前回( https://mathlog.info/articles/1876 ) に引き続き, 積分botの式を証明していきたいと思います.
11個目( https://twitter.com/integralsbot/status/1361174371876802560 )
こんな積分ができるのか, と思いました. 美しいですね. 思いつくまでが長かったです.
実数
を考える.
同様に,
よって,
これより,
よって,
虚部を考えることにより, 主値積分,
を得て, 両辺は
より,
よって,
が示された.
12個目( https://twitter.com/integralsbot/status/1361181130934771714 )
見た目がすごい複雑ですね. 前の記事( https://mathlog.info/articles/1876 ) の命題9に帰着させることができました. その綺麗な証明は前回の記事のコメントで教えていただきました.
13個目( https://twitter.com/integralsbot/status/1361184328609374208 )
ここで,
で定義されます. 見た目難しそうに見えるかもしれませんが, あることに気づけば簡単です.
まず,
よって,
また, 三角関数の直交性より,
ここで,
14個目( https://twitter.com/integralsbot/status/1361197255168978945 )
超幾何積分ですね, とりあえず
を用いて,
となります. よって,
を示せばいいわけですが, 全くわかりません,
15個目( https://twitter.com/integralsbot/status/1361198231703674881 )
これは最初に積分区間を
ここで, 第2項の積分は
が収束することにより,
16個目( https://twitter.com/integralsbot/status/1361212329208082434 )
黄金比は
よって,
17個目( https://twitter.com/integralsbot/status/1361213210221764609 )
こ, これは, さっきの命題4と同じ関数, と思いきや2つ目の積分は微妙に違いますね. とりあえず, わかる気がしないので次いきましょう.
18個目( https://twitter.com/integralsbot/status/1361219897196376065 )
さっそく証明していきます.
置換
ここで,
よって,
となる
よって,
19個目( https://twitter.com/integralsbot/status/1361230834020327430 )
これはかなり難しかったです. もっと綺麗な方法があるかもしれません.
まず, 与えられた式は,
と書き直せるので, これを示します.
一方,
より,
を示せばよいが, これはGaussの超幾何定理より,
より従う.
20個目( https://twitter.com/integralsbot/status/1361242196796715014 )
Bessel関数の性質はよく知らないので, とりあえず項別積分ですね. 収束範囲とか知らないけど,
今のところ, 10問中2問ぐらいは全く分からないのが混ざってる感じがします. やっていくうちにもっと多かったり少なかったりするかもしれませんが.