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積分の問題

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こんにちは,itouです.積分の問題がいっぱい載ってるpdfを手に入れたので,やっていきます.

011(1+yx)1x2dx=arccos(y)1y2(y(1,1))

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解答

011(1+yx)1x2dx=0π/211+ysin(t)dt(xsin(t))=0π/2(tan(t/2))tan2(t/2)+2ytan(t/2)+1dt(cos2(t/2))=2011u2+2yu+1du(tan(t/2)=u)=2011(u+y)2+(1y2)2du=2yy+11t2+(1y2)2dt(u+t=t)=21y2(arctan(y+11y2)arctan(y1y2))=21y2arctan(1y1+y)(arctan)=arccos(y)1y2()

ただし,(*)では
arccos(α)=2arctan(1α1+α)
を用いた.

(1)01xmlogn(x)dx=(1)nn!(m+1)n+1(2)0axmlogn(x)dx=am+1k=0n(1)k(nk)k!(m+1)k+1×lognk(a),a>0

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解答

(1)
I(m,n)=01xmlogn(x)dx
とおく.部分積分により漸化式
I(m,n)I(m,n1)=nm+1
を繰り返し用いて
I(m,n)=01xmlogn(x)dx=(1)nn!(m+1)n+1
を得る.

(2)
0axmlogn(x)dx=am+101ymlogn(ay)dy

logn(ay)=(log(a)+log(y))nを展開し,(1)を用いることで示される.

投稿日:2024523
更新日:202461
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itou
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数学勉強中. https://twitter.com/G7UOMb0Zd8V7LdP

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