به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
–1 امتیاز
220 بازدید
در دانشگاه توسط mansour (778 امتیاز)
ویرایش شده توسط mansour

انتگرال معین زیر را حل کنید: $ \int _0^ \infty (tanh \pi x)/x(x^2+a^2)dx$ تلاش من: انتگرال را به صورت تابعی از $a$ گرفته و مخرج را به صورت تفریق دو کسر می‌نویسیم و $4tanhx$ را به صورت حاصلضرب چند جمله ای ها در می‌آوریم. در نهایت به تابع دایگاما بر میخوریم.

1 پاسخ

0 امتیاز
توسط mansour (778 امتیاز)
انتخاب شده توسط mansour
 
بهترین پاسخ

$$I(a)= \int _0^ \infty tanh \pi x( \frac{1}{x} - \frac{x}{ x^{2} + a^{2} } )dx,*a \succeq 0:coshx= \prod _{k=1} ^ \infty (1+ \frac{4 x^{2} }{ (2k+1)^{2} \pi ^{2} } ),*tanhx=8x \sum _{k=1} ^ \infty \frac{1}{ \pi ^{2} (2k-1)^{2} +4x^{2} } \Longrightarrow I(a)= \frac{1}{ \pi a^{2} } \sum _ {k=1} ^ \infty \int _0^ \infty (\frac{8x}{4 x^{2} + (2k-1)^{2} } )( \frac{1}{x} - \frac{x}{ x^{2} + a^{2} } )dx,I_1= \int _0^ \infty \frac{8}{4 x^{2} + (2k-1)^{2} }dx= \frac{4}{2k-1} Arctan( \frac{2x}{2k-1} ) | _0^ \infty = \frac{2 \pi }{2k-1} ,I_2= \int _0^ \infty \frac{8 x^{2} }{(4 x^{2}+ (2k-1)^{2} )( x^{2} + a^{2} )}dx= \int _0^ \infty ( \frac{8 a^{2} }{(4 a^{2} - (2k-1)^{2} )( x^{2} + a^{2} )} - \frac{8 (2k-1)^{2} }{(4 a^{2} - (2k-1)^{2} )(4 x^{2}+ (2k-1)^{2} )} ) dx= \frac{2 \pi }{2k+2a-1} ,I(a)= \sum _{k=1} ^ \infty( \frac{2}{2k-1} - \frac{2}{2k+2a-1} ) :*z \geq 0 ,\psi (z+1)=- \gamma + \sum _{k=1} ^ \infty ( \frac{1}{n} - \frac{1}{n+z} ) \Longrightarrow ?= \psi (a+ \frac{1}{2} ) -\psi ( \frac{1}{2} )= \frac{1}{ a^{2} } ( \psi (a+ \frac{1}{2} )- \psi ( \frac{1}{2} )$$

“ ریاضیات نه چیزی بیشتر و نه چیزی کمتر از بخش دقیق اندیشه ی ما است.
...