2020/11/20に 白茶 さんが出題した問題です。
https://mathlog.info/articles/797
∫0∞x(x2−1)(1+x2)3logxdx
[解説]
∫0∞x(x2−1)(1+x2)3logxdx=∫0∞x(1+x2)3∫02xtdtdx=∫02∫0∞xt+1(1+x2)3dxdt=∫02∫0π2cos4θtant+1θdθdt (x=tanθ)=∫02∫0∞sin1+tθcos3−tθdθdt=12∫02B(12t+1,2−12t)dt=−18∫02t(2−t)Γ(12t+1)Γ(−12t)dt=π8∫02t(2−t)sinπ2tdt=1π2∫0πt(π−t)sintdt=2π2∫0πt(π−t)∑n=1∞sin2πn2sinntdt=2π2∑n=1∞sin2πn22−2cosπnn3=8π2∑n=1∞sin4πn2n3=8π2∑n=0∞1(2n+1)3=7ζ(3)π2
よって、この問題の解答は7ζ(3)π2となります。
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