気付かないと解けないかも
気付かないと解けないかも
\(a\in\mathbb{R}\)とする。
このとき次の定積分を求めよ。
\[ \int_{0}^{\infty}\frac{1}{\left(1+x\right)\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}dx=? \]
\(a\in\mathbb{R}\)とする。
このとき次の定積分を求めよ。
\[ \int_{0}^{\infty}\frac{1}{\left(1+x\right)\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}dx=? \]
\begin{align*}
\int_{0}^{\infty}\frac{1}{\left(1+x\right)\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}dx & =\int_{\infty}^{0}\frac{1}{\left(1+\frac{1}{y}\right)\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}\left(-\frac{1}{y^{2}}\right)dy\cmt{y=\frac{1}{x}}\\
& =\int_{0}^{\infty}\frac{\frac{1}{y}}{\left(y+1\right)\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}dy\\
& =\int_{0}^{\infty}\frac{1+\frac{1}{y}-1}{\left(y+1\right)\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}dy\\
& =\int_{0}^{\infty}\frac{1+\frac{1}{y}}{\left(y+1\right)\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}dy-\int_{0}^{\infty}\frac{1}{\left(y+1\right)\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}dy\\
& =\frac{1}{2}\int_{0}^{\infty}\frac{1+\frac{1}{y}}{\left(y+1\right)\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}dy\\
& =\frac{1}{2}\int_{0}^{\infty}\frac{y+1}{y\left(y+1\right)\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}dy\\
& =\frac{1}{2}\int_{0}^{\infty}\frac{1}{y\left(a^{2}+\log^{2}x\right)}dy\\
& =\frac{1}{2}\int_{-\infty}^{\infty}\frac{1}{a^{2}+\log^{2}y}d\log y\\
& =\frac{1}{2}\left[\frac{1}{a}\tan^{\bullet}\left(\frac{\log y}{a}\right)\right]_{\log y\rightarrow-\infty}^{\log y\rightarrow\infty}\\
& =\frac{1}{2a}\left(\frac{\pi}{2}\sgn\left(a\right)-\left(-\frac{\pi}{2}\sgn\left(a\right)\right)\right)\\
& =\frac{\pi}{2a}\sgn\left(a\right)\\
& =\frac{\pi}{2\left|a\right|}
\end{align*}
ページ情報
タイトル | 気付かないと解けないかも |
URL | https://www.nomuramath.com/vzea617z/ |
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分母に2乗根と3乗根の積分
\[
\int\frac{1}{x^{\frac{1}{2}}+x^{\frac{1}{3}}}dx=2x^{\frac{1}{2}}-3x^{\frac{1}{3}}+6x^{\frac{1}{6}}-6\log\left(1+x^{\frac{1}{6}}\right)
\]
ガンマ関数を2つ含む定積分でカタラン定数が出てきます
\[
\int_{0}^{\frac{1}{2}}\Gamma\left(1-x\right)\Gamma\left(1+x\right)dx=?
\]
対数同士の積の積分
\[
\int_{0}^{1}\log\left(x\right)\log\left(1+x\right)dx=?
\]
分子が対数で分母が多項式の定積分
\[
\int_{0}^{\infty}\frac{\log x}{x^{n}+1}dx=?
\]