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mathmanliu 發問時間: 科學數學 · 1 0 年前

求Improper積分值

試求∫[0~∞] dx/(x^n + 1) 之值, n=2,3,4,....

4 個解答

評分
  • ?
    Lv 7
    1 0 年前
    最佳解答

    1. Beta(x, y)=2∫[0~pi/2] (sint)^(2x-1)*(cost)^(2y-1) dt

    x, y為正數

    2. Beta(x, y)= Gamma(x)Gamma(y)/Gamma(x+y)

    3. Gamma(x)Gamma(1-x)= pi/ sin(pi*x)

    4.用三角代換法 x=(tanu)^(2/n), dx=(2/n)(tanu)^(2/n -1)*(secu)^2 du

    ∫[0~∞] dx/(x^n + 1)

    =∫[0~pi/2] (2/n)(sinu/cosu)^(2/n-1) du

    = (1/n)*2∫[0~∞] (sinu)^(2/n -1) *(cosu)^(1-2/n) du

    2x-1= 2/n -1, 得 x= 1/n

    2y-1= 1-2/n, 得 y=1-1/n

    = (1/n)*Beta(1/n, 1-1/n) (公式1)

    = (1/n)*Gamma(1/n)Gamma(1- 1/n)/Gamma(1) (公式2)

    = (1/n)* pi/ sin(pi/n) (公式3)

    = (pi/n) / sin(pi/n) (對任意 n>0都可以)

  • Jacob
    Lv 6
    1 0 年前

    請問如何不用複變呢?願聞其詳。

  • 1 0 年前

    複變Residue是較常用方法, 其實不用複變也可以求得!

    2009-08-14 17:04:41 補充:

    可用Beta function及 Gamma function性質求之!

    2009-08-20 00:55:26 補充:

    Very nice!我替天助補充一下:

    1. B(x,y)=∫[0~1] u^(x-1)(1-u)^(y-1) du , for x, y>0

    令 u=(sinθ)^2, 得 B(x,y)=2∫[0,π/2] (sinθ)^(2x-1)(cosθ)^(2y-1) dθ

    2. 天助答案最後一個積分式筆誤, 應是∫[0~π/2] ..., 不是∫[0~∞] ...

    2009-08-20 00:58:52 補充:

    To:天助

    很少看到您作答,多作一些吧! 加油!

  • ?
    Lv 7
    1 0 年前

    用複變做嗎?

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