به محفل ریاضی ایرانیان خوش آمدید! لطفا برای استفاده از تمامی امکانات عضو شوید
+1 امتیاز
236 بازدید
در دانشگاه توسط mansour (769 امتیاز)

نشان دهید انتگرال معین زیر برابر است با :

$ \frac{ \pi }{ 2^{2n-1} } \binom{2n-2}{n-1} $

$ \int _0^ \infty \frac{ sin^{2n-1}x }{x}dx=? $

1 پاسخ

+1 امتیاز
توسط قاسم شبرنگ (4,161 امتیاز)

به راحتی می‌توان نشان داد که اگر $f$ تابعی باشد که برای هر $x$ در دامنه‌اش $f(x^+_- \pi )=f(x)$، آنگاه داریم:

$$ \int_0^ \infty \frac{sin^2x}{x^2} f(x)dx=\int_0^ \infty \frac{sinx}{x} f(x)dx= \int_0^ \frac{ \pi }{2} f(x)dx$$

خوب حالا داریم:

$$I_n=\int_0^ \infty \frac{sin^{2n-1}x}{x}dx=\int_0^ \infty \frac{sinx}{x}sin^{2n-2}xdx,sin^{2n-2}(x^+_-\pi)=sin^{2n-2}x$$

$$ \Rightarrow I_n=\int_0^ \frac{ \pi }{2} sin^{2n-2}xdx=\int_0^ \frac{ \pi }{2} sin^{2n-3}xd(-cosx)$$

$$=-sin^{2n-3}x.cosx|_{x=0}^{x= \frac{\pi}{2}}+(2n-3)\int_0^ \frac{ \pi }{2} sin^{2n-4}xcos^xdx$$

$$=0+(2n-3)\int_0^ \frac{ \pi }{2} sin^{2n-4}xcos^2xdx=(2n-3)\int_0^ \frac{ \pi }{2} sin^{2n-4}(1-sin^2x)dx$$

$$=(2n-3)I_{n-1}-(2n-3)I_n$$

$$ \Rightarrow (2n-2)I_n=(2n-3)I_{n-1} \Rightarrow I_n= \frac{2n-3}{2n-2}I_{n-1}$$

$$ \Rightarrow I_n= \frac{2n-3}{2n-2}. \frac{2n-5}{2n-4}.\frac{2n-7}{2n-6}... \frac{3}{4}. \frac{1}{2}I_1=\frac{2n-3}{2n-2}. \frac{2n-5}{2n-4}.\frac{2n-7}{2n-6}... \frac{3}{4}. \frac{1}{2} \frac{\pi}{2}$$

$$\frac{\pi}{2^{2n-1}} \binom{2n-2}{n-1}$$

$\Box$

برای ترجمه ی یک جمله از انگلیسی به فرانسوی دو چیز ضروری است. اول، باید جمله ی انگلیسی را تماما بفهمیم. دوم، باید با اصطلاحات ویژه ای که در زبان فرانسوی هستند آشنا باشیم. این وضعیت خیلی شبیه هنگامی است که سعی داریم شرط را که با کلمات بیان شده است با نمادهای ریاضی بیان کنیم. اول، باید آن را تمام درک کنیم. دوم، باید با اصطلاحات ریاضی ریاضی آشنا باشیم.
...