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積分解説01

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これ

の証明を書きます。

0πetcosxcos(x2+tsinx)dx=11etx2dx

まず、オイラーの公式より
etcosxcos(x2+tsinx)=Re(exp(tcosx+i(x2+tsinx)))=Re(exp(ix2+teix))
となります。
また、
Re(exp(ix2+teix))=etcosxcos(x2+tsinx)
が偶関数で、
Im(exp(ix2+teix))=etcosxsin(x2+tsinx)
が奇関数となることを確認します。

よって、
0πetcosxcos(x2+tsinx)dx=12ππexp(ix2+teix)dx=12ππeix2n=0(teix)nn!dx=12n=0tnn!ππe(n+12)ixdx=12n=0tnn!e(n+12)iπe(n+12)iπi(n+12)=n=0tnn!sin(n+12)πn+12=n=0(t)nn!01xn12dx=011xn=0(tx)nn!=01etxx=201etx2dx=11etx2dx

投稿日:2021514
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tria_math
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