∫01x(1−s2x2)1−x2log1−x1+xdx=π2s1−s2log1−s1+s
解けねぇ解けねぇってみんなでうなってた。わりかしまじめにわけわかめ。ゴリ押して出た解答がこちら
ルート置換等比数列の和べき級数様様の交換便利~正義の二項定理有限和は雑に交換できるぅ部分積分やでぇベータ関数ガンマに書き換え~の特殊値適応しーのととのえーの中央二項係数だぁ少々怪しい変形挟んで数学科の目の前ではできませんねちょっと特殊なタイプの二項係数の母関数※後でここ解説しますねここまでする必要はないかもしれない∫01x(1−s2x2)1−x2log1−x1+xdx=12∫011(1−s2x)1−xlog1−x1+xdxルート置換=12∫01∑n=0∞s2nxn11−xlog1−x1+xdx等比数列の和=12∑n=0∞s2n∫01xn1−xlog1−x1+xdxべき級数様様の交換=12∑n=0∞s2n∫01(1−x)nxlog1−1−x1+1−xdxKing Property便利~=12∑n=0∞s2n∫011xlog1−1−x1+1−x∑k=0n(nk)(−x)kdx正義の二項定理=12∑n=0∞s2n∑k=0n(−1)k(nk)∫01xk−12log1−1−x1+1−xdx有限和は雑に交換できるぅ=−12∑n=0∞s2n∑k=0n(−1)kk+12(nk)∫01xk+121x1−xdx部分積分やでぇ=−12∑n=0∞s2n∑k=0n(−1)kk+12(nk)B(k+12,12)ベータ関数=−12∑n=0∞s2n∑k=0n(−1)kk+12(nk)Γ(k+12)Γ(12)Γ(k+1)ガンマに書き換え~の=−12∑n=0∞s2n∑k=0n(−1)kk+12(nk)π(2k−1)!!2k⋅πk!特殊値適応しーの=−π2∑n=0∞s2n∑k=0n(−1)kk+12(nk)(2k−1)!!2kk!ととのえーの=−π2∑n=0∞s2n∑k=0n(−1)kk+12(nk)(2kk)4−k中央二項係数だぁ=−π2∑k=0∞(−1)kk+12(2kk)4−k∑n=k∞s2n(nk)少々怪しい変形挟んで(数学科の目の前ではできませんね)=−π2(1−s2)∑k=0∞(−1)kk+12(2kk)4−k(s21−s2)kちょっと特殊なタイプの二項係数の母関数=−π2(1−s2)21−s2|s|sinh−1|s|1−s2※後でここ解説しますね=−π|s|1−s2sinh−1|s|1−s2=π2s1−s2log1−s1+sここまでする必要はないかもしれない
とりあえず結論だせたぁ...※のところは
中央二項係数の母関数∑k=0∞(−1)kk+12(2kk)4−ktk=1t∑k=0∞(−1)kk+12(2kk)4−ktk+12=1t∫0t∑k=0∞(−1)k(2kk)4−kuk−12du=1t∫0t1u∑k=0∞(2kk)(−u4)kdu=1t∫0t1u11−4⋅−u4du中央二項係数の母関数=2tsinh−1t∴∑k=0∞(−1)kk+12(2kk)4−k(s21−s2)k=2s21−s2sinh−1s21−s2=21−s2|s|sinh−1|s|1−s2
もっと美しい解法があれば募集!
ではまた。
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