Nishikino

定積分

∫0πdx3+cos⁡2x\int _{0} ^{\pi} \dfrac{dx}{ 3 + \cos 2x }

の値の求め方が分かりません

どなたか教えていただきたいです

回答 1件

ベストアンサー

manimani1

2x=t2x=t と置換すると dx=12dtdx=\dfrac{1}{2}dt なので、

∫0π13+cos⁡2xdx=12∫02π13+cos⁡tdt\int_{0}^{\pi}\dfrac{1}{3+\cos{2x}}dx=\dfrac{1}{2}\int_{0}^{2\pi}\dfrac{1}{3+\cos{t}}dt

さらに u=tan⁡t2u=\tan{\dfrac{t}{2}} と置換すると

12∫02π13+cos⁡tdt=12∫−∞∞1u2+2du=12[12arctan⁡(12x)]−∞∞=π22\dfrac{1}{2}\int_{0}^{2\pi}\dfrac{1}{3+\cos{t}}dt=\dfrac{1}{2}\int_{-\infty}^{\infty}\dfrac{1}{u^2+2}du=\dfrac{1}{2}\left[ \dfrac{1}{\sqrt{2}}\arctan \left( \dfrac{1}{\sqrt{2}}x \right) \right]_{-\infty}^{\infty}=\dfrac{\pi}{2\sqrt{2}}


留数定理つかってもいけます

  • Nishikino
    お礼

    やはりワイエルシュトラス置換だったんですね

    丁寧な回答ありがとうございました🙇🏻‍♀️

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