11

K²+K'² を分母にもつ関数の定積分

523
0

定義・記法

以下,当記事での定義および記法を示します.

βr=22r(2rr)K(x)=π2n=0βn2x2nK(x)=K(1x2)112tx+t2=n=0tnPn(x)112tx+t2=n=0tnUn(x)G=n=0(1)n(2n+1)2

また,分子のK(x),K(x)の数に応じて,積分の"重み"を決定します.すなわちK(x)aK(x)bの場合を重みa+b1とします.

使用アプリケーション

WolframAlpha
PARI/GP

(数値実験 1) 重み0

xn

01K(x)K(x)2+K(x)2x0dx=1401K(x)K(x)2+K(x)2x2dx=56401K(x)K(x)2+K(x)2x4dx=1125601K(x)K(x)2+K(x)2x6dx=46916384

Pn(x)

01K(x)K(x)2+K(x)2P0(x)dx=1401K(x)K(x)2+K(x)2P2(x)dx=112801K(x)K(x)2+K(x)2P4(x)dx=23204801K(x)K(x)2+K(x)2P6(x)dx=499262144

Un(x)

01K(x)K(x)2+K(x)2U0(x)dx=1401K(x)K(x)2+K(x)2U4(x)dx=001K(x)K(x)2+K(x)2U8(x)dx=001K(x)K(x)2+K(x)2U12(x)dx=001K(x)K(x)2+K(x)2U2(x)dx=11601K(x)K(x)2+K(x)2U6(x)dx=525601K(x)K(x)2+K(x)2U10(x)dx=11102401K(x)K(x)2+K(x)2U14(x)dx=46965536

 

01K(x)K(x)2+K(x)2U4n(x)dx=14δ0,n01K(x)K(x)2+K(x)2x4ndx=4(1)n01K(x)K(x)2+K(x)2U8n+2(x)dx01K(x)K(x)2+K(x)2x4n+2dx=4(1)n+101K(x)K(x)2+K(x)2U8n+6(x)dx01K(x)K(x)2+K(x)2x2ndx=[x2n]1x2(1π21K(x))

(数値実験 2) 重み1

xn

01K(x)2K(x)2+K(x)2x1dx=1401K(x)2K(x)2+K(x)2x3dx=1912801K(x)2K(x)2+K(x)2x5dx=4138401K(x)2K(x)2+K(x)2x7dx=549165536

01K(x)2K(x)2+K(x)2x1dx=1401K(x)2K(x)2+K(x)2x3dx=1312801K(x)2K(x)2+K(x)2x5dx=2338401K(x)2K(x)2+K(x)2x7dx=270165536

Pn(x)

01K(x)2K(x)2+K(x)2P1(x)dx=1401K(x)2K(x)2+K(x)2P3(x)dx=3125601K(x)2K(x)2+K(x)2P5(x)dx=53102401K(x)2K(x)2+K(x)2P7(x)dx=383271048576

01K(x)2K(x)2+K(x)2P1(x)dx=1401K(x)2K(x)2+K(x)2P3(x)dx=125601K(x)2K(x)2+K(x)2P5(x)dx=11102401K(x)2K(x)2+K(x)2P7(x)dx=26331048576

Un(x)

01K(x)2K(x)2+K(x)2U1(x)dx=1201K(x)2K(x)2+K(x)2U5(x)dx=1601K(x)2K(x)2+K(x)2U9(x)dx=11001K(x)2K(x)2+K(x)2U13(x)dx=11401K(x)2K(x)2+K(x)2U3(x)dx=31601K(x)2K(x)2+K(x)2U7(x)dx=5151201K(x)2K(x)2+K(x)2U11(x)dx=3551201K(x)2K(x)2+K(x)2U15(x)dx=13683262144

 

01K(x)2K(x)2+K(x)2(x2n+14U4n+3(x))dx=1n+101K(x)2K(x)2+K(x)2x1z2x2dx=1z2(ln4zπ2K(z)K(z))

(数値実験 3) 重み2

xn

01K(x)3K(x)2+K(x)2x0dx=β02ζ(2)01K(x)3K(x)2+K(x)2x2dx=β12ζ(2)1801K(x)3K(x)2+K(x)2x4dx=β22ζ(2)4951201K(x)3K(x)2+K(x)2x6dx=β32ζ(2)140518432

Pn(x)

01K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2P0(x)dx=12β03ζ(2)01K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2P2(x)dx=31612β13ζ(2)01K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2P4(x)dx=12β23ζ(2)205409601K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2P6(x)dx=36059830412β33ζ(2)

01K(x)3K(x)2+K(x)2P0(x)dx=β03ζ(2)01K(x)3K(x)2+K(x)2P2(x)dx=(β13ζ(2)+316)01K(x)3K(x)2+K(x)2P4(x)dx=β23ζ(2)+205409601K(x)3K(x)2+K(x)2P6(x)dx=(β33ζ(2)+360598304)

Un(x)

01K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2U0(x)dx=12β02ζ(2)01K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2U4(x)dx=12β12ζ(2)+13201K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2U8(x)dx=12β22ζ(2)+49204801K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2U12(x)dx=12β32ζ(2)+14057372801K(x)3K(x)2+K(x)2U0(x)dx=β02ζ(2)01K(x)3K(x)2+K(x)2U4(x)dx=β12ζ(2)13201K(x)3K(x)2+K(x)2U8(x)dx=β22ζ(2)49204801K(x)3K(x)2+K(x)2U12(x)dx=β32ζ(2)140573728

01K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2U2(x)dx=1201K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2U6(x)dx=2901K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2U10(x)dx=3222501K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2U14(x)dx=1281225

 

01K(x)3K(x)2+K(x)2(4U4n(x)x2n)dx=π22βn201K(x)2K(x)K(x)2+K(x)2U4n+2(x)dx=2(2n+1)2βn2

(数値実験 4) 重み3

Un(x)

01K(x)2K(x)2K(x)2+K(x)2U1(x)dx=32ζ(3)01K(x)2K(x)2K(x)2+K(x)2U5(x)dx=3212ζ(3)31601K(x)2K(x)2K(x)2+K(x)2U9(x)dx=321132ζ(3)363204801K(x)2K(x)2K(x)2+K(x)2U13(x)dx=321764ζ(3)583336864

01K(x)2K(x)2K(x)2+K(x)2P1(x)dx=34ζ(3)01K(x)2K(x)2K(x)2+K(x)2P3(x)dx=3414ζ(3)01K(x)2K(x)2K(x)2+K(x)2P5(x)dx=3453256ζ(3)1894096

その他

重み0

01K(x)4K(x)(K(x)2+K(x)2)2dx=916ζ(3)01K(x)6K(x)(K(x)2+K(x)2)3dx=4564ζ(3)93256ζ(5)01K(x)8K(x)(K(x)2+K(x)2)4dx=105128ζ(3)159256ζ(5)

01K(x)4K(x)(K(x)2+K(x)2)dx=218ζ(3)01K(x)6K(x)(K(x)2+K(x)2)2dx=3316ζ(3)01K(x)8K(x)(K(x)2+K(x)2)3dx=8764ζ(3)+93256ζ(5)01K(x)10K(x)(K(x)2+K(x)2)4dx=69128ζ(3)+6364ζ(5)01K(x)12K(x)(K(x)2+K(x)2)5dx=3931024ζ(3)+85474096ζ(5)952532768ζ(7)

01K(x)4K(x)3dx=934ζ(5)01K(x)6K(x)3(K(x)2+K(x)2)dx=218ζ(3)+934ζ(5)

重み3

013K(x)44K(x)2K(x)2K(x)2+K(x)2xdx=0

重み4

01K(x)5+K(x)2K(x)3K(x)K(x)4K(x)2+K(x)2dx=001K(x)4K(x)K(x)2+K(x)2dx01K(x)5K(x)4K(x)K(x)2+K(x)2xdx01K(x)3K(x)2K(x)K(x)4K(x)2+K(x)2x2dx=001K(x)5+2K(x)3K(x)2+K(x)K(x)4K(x)5K(x)2+K(x)2dx=00112K(x)52K(x)5K(x)2+K(x)2dx013K(x)4K(x)K(x)2+K(x)2xdx=00132(x)55K(x)5K(x)2+K(x)2dx018K(x)4K(x)K(x)2+K(x)2xdx=00111K(x)5K(x)2+K(x)2dx0196K(x)4K(x)+39K(x)5K(x)2+K(x)2x2dx=0

01K(x)6K(x)(K(x)2+K(x)2)dx=Γ(14)8160π2

λK(x)2+μK(x)2

重み2

01K(x)3K(x)2+122K(x)2dx=6G72ζ(3)01K(x)K(x)2K(x)2+122K(x)2dx=16G+14ζ(3)

01K(x)K(x)2K(x)2+132K(x)2dx=198ζ(3)01K(x)K(x)2132K(x)2+K(x)2dx=118ζ(3)

重み4

01K(x)5K(x)2+122K(x)2dx=01K(x)5K(x)2+K(x)2dx+33201K(x)5K(x)2+K(x)2dx01K(x)4K(x)K(x)2+122K(x)2dx=5201K(x)5K(x)2+K(x)2dx52401K(x)5K(x)2+K(x)2dx01K(x)3K(x)2K(x)2+122K(x)2dx=401K(x)5K(x)2+K(x)2dx+9801K(x)5K(x)2+K(x)2dx01K(x)2K(x)3K(x)2+122K(x)2dx=1001K(x)5K(x)2+K(x)2dx+5201K(x)5K(x)2+K(x)2dx01K(x)K(x)4K(x)2+122K(x)2dx=1601K(x)5K(x)2+K(x)2dx201K(x)5K(x)2+K(x)2dx01K(x)5K(x)2+122K(x)2dx=4001K(x)5K(x)2+K(x)2dx501K(x)5K(x)2+K(x)2dx

601K(x)5122K(x)2+K(x)2dx+1201K(x)4K(x)122K(x)2+K(x)2dx=153601K(x)5K(x)2+K(x)2dx+30501K(x)5K(x)2+K(x)2dx201K(x)3K(x)2122K(x)2+K(x)2dx+401K(x)2K(x)3122K(x)2+K(x)2dx=12801K(x)5K(x)2+K(x)2dx2301K(x)5K(x)2+K(x)2dx01K(x)K(x)4122K(x)2+K(x)2dx+201K(x)5122K(x)2+K(x)2dx=1601K(x)5K(x)2+K(x)2dx+601K(x)5K(x)2+K(x)2dx

72901K(x)5K(x)2+132K(x)2dx=73101K(x)5K(x)2+K(x)2dx+38001K(x)5K(x)2+K(x)2dx64801K(x)3K(x)2K(x)2+132K(x)2dx=584801K(x)5K(x)2+K(x)2dx85301K(x)5K(x)2+K(x)2dx3601K(x)K(x)4K(x)2+132K(x)2dx=292401K(x)5K(x)2+K(x)2dx+62901K(x)5K(x)2+K(x)2dx

投稿日:2024121
更新日:2024524
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  1. 定義・記法
  2. 使用アプリケーション
  3. (数値実験 1) 重み$0$
  4. $x^n$
  5. $P_n^{}(x)$
  6. $U_n^{}(x)$
  7. (数値実験 2) 重み$1$
  8. $x^n$
  9. $P_n^{}(x)$
  10. $U_n^{}(x)$
  11. (数値実験 3) 重み$2$
  12. $x^n$
  13. $P_n^{}(x)$
  14. $U_n^{}(x)$
  15. (数値実験 4) 重み$3$
  16. $U_n^{}(x)$
  17. その他
  18. 重み$0$
  19. 重み$3$
  20. 重み$4$
  21. $\D\lambda K(x)^2+ \mu K'(x)^2$
  22. 重み$2$
  23. 重み$4$