3

解説18

131
0

@sounansya_29 さんがツイートした こちらの問題 の解説です.

以下の式を求めてください.
01artanh1x21xdx

解答
解説
01artanh1x21xdx=01arsechx1xdx=0111x(arsech1+arsechx)dx=0111x((ln21n=1((2n)!22n(n!)2)12n2n)+(ln2xn=1((2n)!22n(n!)2)x2n2n))dx=0111x((ln21limb012bn=1(12)n(b)n(1)n1n!)+(ln2xlimb012bn=1(12)n(b)n(1)nx2nn!))dx=01limb012bn=0(12)n(b)n(1)n1n!x0x2n1xdx01lnx1xdx=limb012bn=0(12)n(b)n(1)n1n!(ψ(2n+1)ψ(1))01lnxk=1xk1dx=limb012bn=0(12)n(b)n(1)n1n!(ln2+12(ψ(n+12)+ψ(n+1))ψ(1))+01k=11k2(kx)((kln1x)21ekln1x)dx=limb014bn=0(12)n(b)n(1)n1n!(1Γ(12)(12)nlima12aΓ(n+a)Γ(1)(1)nlimc1c1Γ(n+c)+2(ln2ψ(1)))+[k=11k2Γ(2,kln1x)]x=01=limb014b(lima12aΓ(a)Γ(12)n=0(a)n(b)n(1)n1n!limc1cΓ(1)Γ(c)n=0(12)n(b)n(c)n1n!+2(ln2ψ(1))n=0(12)n(b)n(1)n1n!)+k=11k2Γ(2)=limb014b(lima12aΓ(a)Γ(12)Γ(1)Γ(1ab)Γ(1a)Γ(1b)limc1cΓ(1)Γ(c)Γ(c)Γ(c12b)Γ(c12)Γ(cb)+(2ln2+2γ)Γ(1)Γ(112b)Γ(112)Γ(1b))+ζ(2)Γ(2)=limb014b(Γ(12)Γ(12)Γ(1)Γ(112b)Γ(112)Γ(1b)(ψ(12)ψ(112b)+ψ(112))Γ(1)Γ(112b)Γ(112)Γ(1b)(ψ(112b)ψ(112)ψ(1b))+Γ(1)Γ(112b)Γ(112)Γ(1b)(ψ(12)ψ(1)))+π261!=limb0Γ(1)Γ(112b)4Γ(112)Γ(1b)(2ψ(12b)ψ(12)bψ(1b)ψ(1)b)+π26=Γ(1)Γ(1120)4Γ(112)Γ(10)(2ψ(1)(12)ψ(1)(1))+π26=Γ(1)Γ(12)4Γ(12)Γ(1)(2π22π26)+π26=5π224+π26=3π28
なので,01artanh1x21xdx=3π28です.
投稿日:2021615
OptHub AI Competition

この記事を高評価した人

高評価したユーザはいません

この記事に送られたバッジ

バッジはありません。
バッチを贈って投稿者を応援しよう

バッチを贈ると投稿者に現金やAmazonのギフトカードが還元されます。

投稿者

微分積分学,数理論理学,順序数解析が好きです.ここでは主に微積や級数の話題をすると思います.記事まとめは下のリンクからどうぞ.

コメント

他の人のコメント

コメントはありません。
読み込み中...
読み込み中