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覚書

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最近見つけたイカツイ積分の解き方

詳細な説明は俺は苦手なので明日辺りには こいつ から記事が上がってることでしょう(圧)
〜〜〜
仕事早くて助かるなぁ、その日中に上がったよ
〜〜〜

In=0πsin2nx(12rcosx+r2)n+1dxIn+2=0πsin2(n+1)x(12rcosx+r2)n+2sin2x12rcosx+r2dx=12r(n+2)0π2r(n+2)sinx(12rcosx+r2)n+3sin2(n+1)+1x dx=12r(n+2)[1(12rcosx+r2)n+2sin2(n+1)+1x]0π+2(n+1)+12r(n+2)0π1(12rcosx+r2)n+2sin2(n+1)xcosx dx=2(n+1)+12r(n+2)0π1(12rcosx+r2)n+2sin2(n+1)xcosx dx=2(n+1)+12r(n+2)12r(n+1)0π1(12rcosx+r2)n+1sin2nx((2n+1)cos2xsin2x) dx=2(n+1)+12r(n+2)2n+12r(n+1)In2(n+1)+12r(n+2)2(n+1)2r(n+1)0π1(12rcosx+r2)n+1sin2(n+1)x dx=2(n+1)+12r(n+2)2n+12r(n+1)In2(n+1)+12r(n+2)1r(r2+1)In+1+2(n+1)+12r(n+1)1r2r0π1(12rcosx+r2)n+2sin2(n+1)xcosx dx=2(n+1)+12r(n+2)2n+12r(n+1)In2(n+1)+12r(n+2)1r(r2+1)In+1+2In+2

I1=0πsin2t(r22rcost+1)2dt=12r0πcostr22rcost+1dt=14r20π(r2+1r22rcost+11)dt4r2I1=(r2+1)I0πI0=0π1r22rcost+1dt=01r2+12r1t21+t221+t2dt=201(1r)2t2+(1+r)2dt=2|1+r||1r|1|1+r|201t2+1dt=π|1r2|=π1r2[|r|<1]orπr21[|r|>1]I1=14r2(1+r2±(1r2)ππ)=12π1r2or12r2πr21

まで解いた。

以下奴の処理
In+2=2(n+1)+12r(n+2)2n+12r(n+1)In2(n+1)+12r(n+2)1r(r2+1)In+1+2In+2r2In+2=2(n+1)+12(n+2)(r2+1)In+12(n+1)+12(n+2)2n+12(n+1)Inr2(In+22(n+1)+12(n+2)In+1)=2(n+1)+12(n+2)(In+12n+12(n+1)In)(In+22(n+1)+12(n+2)In+1)=(2n+3)(2n+4)(n+2)24r2(In+12n+12(n+1)In)(In+12n+12(n+1)In)=1(2r)2n(2n+1)!n!(n+1)!(I112I0)|r|<1In+12n+12(n+1)In=0In=(2n)!22n(n!)2I0=π22n(1r2)(2nn)|r|>1In+12n+12(n+1)In=12πr211(2r)2n(2n+1)!n!(n+1)!(1r21)=2π(2r)2n+2(2n+1)!n!(n+1)!In+1(2n+1)(2n+2)4(n+1)2In=π(2r)2n+2(2(n+1))!((n+1)!)2In+14(n+1)(2(n+1)n+1)4n(2nn)In=πr2n+24(n+1)(2(n+1)n+1)14(n+1)(2(n+1)n+1)In+114n(2nn)In=πr2n+214n(2nn)In=I0+πk=1n1r2k14n(2nn)In=πr21+π11r2n1r2In=π(2r)2n(r21)(2nn)

結論として

0πsin2nx(12rcosx+r2)n+1dx={π22n(1r2)(2nn)|r|<1π(2r)2n(r21)(2nn)|r|>1undefinedr=±1



追記
In=0πsin2n+1t(r22rcost+1)n+1cos4t2dt=0πsint(r22rcost+1)n+1sin2ntcos4t2dt=12rn0π1(r22rcost+1)nsin2n1t(2ncos4t2cost2sintcos3t2sint2)dt=1rn0π1(r22rcost+1)nsin2n1t((n+1)cos4t2costcos4t2)dt=1rnIn1+n+1rn0πsint(r22rcost+1)nsin2n2tcos4t2costdt=1rnIn1+n+12r2n(n1)0π1(r22rcost+1)n1sin2n3t(2(n1)cos4t2cos2t2sintcos3t2sint2costsin2tcos4t2)dt=1rnIn1+n+12r2n(n1)0π1(r22rcost+1)n1sin2n3tcos4t2(2n(2n+1)sin2t2cost)dt=1rnIn1+n+1r2(n1)In2(n+1)(2n+1)2r2n(n1)0π1(r22rcost+1)n1sin2n1tcos4t2dtn+1r2n(n1)0π1(r22rcost+1)n1sin2n3tcos4t2costdt=1rnIn1+n+1r2(n1)In2(n+1)(2n+1)2r2n(n1)(r2+1)In1(n+1)(2n+1)2r2n(n1)2r0π1(r22rcost+1)n2sin2n1tcos4t2costdtn+1r2n(n1)0π1(r22rcost+1)n1sin2n3tcos4t2costdt=1rnIn1+n+1r2(n1)In2(n+1)(2n+1)2r2n(n1)(r2+1)In1(n+1)(2n+1)2r2n(n1)2r(rnn+1In+1n+1In1)n+1r2n(n1)(r(n1)nIn1+1nIn2)
とか応用も効く手法のようだが見ての通り漸化式が気持ちわるいのでこだわりでもなけりゃ この記事 のように近道しましょう。

投稿日:20231026
更新日:202479
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