■ベルヌーイ積分とオイラー積分

【1】ベルヌーイ積分

 1697年,ヨハン・ベルヌーイは曲線y=x^xとx=0,x=1,x軸とで,囲まれる面積を求めている.

  ∫(0,1)x^xdx

 z=lnNならば

  N=1+z/1!+z^2/2!+z^3/3!+z^4/4!+・・・

N=x^xとおくと

  x^x=1+xlnx/1!+(xlnx)^2/2!+(xlnx)^3/3!+(xlnx)^4/4!+・・・

 ここで,部分積分を用いて漸化式を作ることによって

  ∫(0,1)x^xdx=1−1/2^2+1/3^3−1/4^4+・・・

=Σ(−1)^k+1/k^k

=0.7834305108

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【2】オイラー積分

 オイラーは曲線y=sin(lnx)/lnxとx=0,x=1,x軸とで,囲まれる面積を求めている.

 sin(lnx)/lnx=1−(lnx)^2/3!+(lnx)^4/5!−(lnx)^6/7!+・・・

  ∫(0,1)sin(lnx)dx/lnx=1−2!/3!+4!/5!−6!/7!+・・・

=1−1/3+1/5+1/7+・・・(ライプニッツ級数)

=π/4

 おもしろい例として

  ∫(0,1)(lnx)^5dx/(1+x)=31π^6/252

  ∫(0,1)sinxdx/x)=π/2

  ∫(0,1)sin(plnx)cos(qlnx)dx/lnx=1/2・arctan(2p/(1−p^2+q^2))

など,たくさんでてくる.

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