今回は便利さんの積分・級数botの この積分 を解きます。別の解き方があればコメントしてくれると嬉しいです。
∫0π2log(916+cos2x)dx=0
結果が0になるという積分、とてもキレイですね。では、解きましょう。
I=∫0π2log(916+cos2x)dx=∫0π2log(9+16cos2x16)dx=∫0π2log(9+16cos2x)dx−∫0π2log16dx=∫0π2log(9+16cos2x)dx−2πlog2∫0π2log(9+16cos2x)dx=I1とおいて計算していきます。I1=∫0π2log(9+16cos2x)dx=∫0π2log(9+8(1+cos2x))dx=12∫0πlog(8(1+cosx)+9)dx=∫0∞log(8(1+t21+t2+1−t21+t2)+9)dtt2+1=∫0∞log(9x2+25x2+1)dxx2+1=∫0∞log(9x2+25)x2+1dx−∫0∞log(x2+1)x2+1dx∫0∞log(9x2+25)x2+1dx=I2∫0∞log(x2+1)x2+1dx=I3とおいて計算していきます。わたしの記事で解説してますI3=∫0∞log(x2+1)x2+1dx=∫0π2log(1cos2)dx=−2∫0π2logcosxdx=πlog2(わたしの記事で解説してます)I2=∫0∞log(9x2+25)x2+1dxf(t)=∫0∞log(9x2+t)x2+1dxf′(t)=∫0∞dx(9x2+t)(x2+1)dx=1t−9∫0∞(1x2+1−99x2+t)dx=1t−9(π2−3π2t)=π2(t+3t)わたしの記事で解説してますf(0)=∫0∞log9x2x2+1dx=2log3∫0∞dxx2+1+2∫0∞logxx2+1dx=πlog3(わたしの記事で解説してます)f(25)−f(0)=∫025f′(t)dt=π2∫025dtt+3t=π∫05dxx+3=π[log(x+3)]05=3πlog2−πlog3f(25)=3πlog2I2=3πlog2I1=I2−I3I=I1−2πlog2=(I2−I3)−2πlog2=(3πlog2−πlog2)−2πlog2=0
でたー!!
おしまーい
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