به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
217 بازدید
در دانشگاه توسط mansour (784 امتیاز)

نشان دهید:

$$ \int _0^ \infty \frac{sin( ln^{2} x)dx}{( ln^{2} x)(1+x)}= \sqrt{ \frac{ \pi }{2} } $$

1 پاسخ

+1 امتیاز
توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)
انتخاب شده توسط mansour
 
بهترین پاسخ

$I:= \int _0^ \infty \frac{sin(ln^2(x))}{ln^2(x)(1+x)} dx,u:= \frac{1}{x} \Rightarrow U(0)= \infty .u( \infty )=0,dx=- \frac{1}{u^2} du$

$I=\int _0^ \infty \frac{sin(ln^2(u))}{ln^2(u)(u(1+u))} du=\int _0^ \infty \frac{sin(ln^2(u))}{ln^2(u)u} du-\int _0^ \infty \frac{sin(ln^2(u))}{ln^2(u)(1+u)} du$

$=\int _0^ \infty \frac{sin(ln^2(u))}{ln^2(u)u} du-I \Rightarrow 2I=\int _0^ \infty \frac{sin(ln^2(u))}{ln^2(u)u} du$

حالا تغییر متغیر $x:=ln(u) $ را بکار ببرید:

$ \Rightarrow 2I= \int _{- \infty }^ \infty \frac{sin(x^2)}{x^2} dx =2\int _0^ \infty \frac{sin(x^2)}{x^2} dx \Rightarrow I=\int _0^ \infty \frac{sin(x^2)}{x^2} dx$

حالا تابه $J:(0,+ \infty ) \rightarrow R$ را به صورت زیر تعریف کنید:

$J(a)=\int _0^ \infty \frac{sin(ax^2)}{x^2} dx \Rightarrow J'(a)=\int _0^ \infty \frac{x^2cos(ax^2)}{x^2} dx= \int _0^ \infty cos(ax^2)dx= \frac{ \sqrt{2 \pi } }{4 \sqrt{a} } $

$ \Rightarrow J(a)= \sqrt{\frac{ \pi a}{2}} +C,J(0)=0+C \Rightarrow C=0 \Rightarrow J(a)= \sqrt{\frac{ \pi a}{2}}$

$ \Rightarrow I=J(1)=\sqrt{\frac{ \pi}{2}}$

$ \Box $

ریاضیدان، کسی است که شباهت ها را بین قضایا دریابد. ریاضیدان بهتر کسی است که بتواند شباهت بین برهان ها را ببیند. بهترین ریاضیدان کسی است که بتواند به شباهت بین نظریه ها توجه کند. و می توان تصور کرد که ریاضیدان نهایی کسی است که بتواند شباهت بین شباهت ها را مشاهده کند.
...