■最速降下線(その2)

  [参]岡本久「日常現象からの解析学」近代科学社

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[1]T2<T1

  ∫(0,1){(1+4z^2)/2gz}^1/2dz=2∫(0,1){(1+4y^2)}^1/2dy

  ∫(0,1){(1+4y^2)}^1/2dy<√2

がいえればよいが,

  ∫(0,1){(1+4y^2)}^1/2dy<(√10+3−√5)/2√2

が確かめられる.

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[2]T3<T1

  ∫(0,1)z^-1/2(1−z^2)^-1/2dz<2√2

がいえればよいが,

  1/2・Γ(1/4)Γ(1/2)/Γ(3/4)

において,

  Γ(x)Γ(1−x)=π/sinπx

より,

  Γ(1/4)Γ(3/4)=π√2

  Γ(1/2)=√π

であるから,

  1/2・Γ(1/4)Γ(1/2)/Γ(3/4)

=1/2・Γ^2(1/4)√π/π√2<2√2

 すなわち,

  Γ^2(1/4)<8√π

がいえればよいことになる.

  Γ(1/4)=∫(0,∞)exp(−t)t^-3/4dt=4∫(0,∞)exp(−x^4)dx

<4∫(0,∞)exp(−x^2)dx=2√π<(8√π)^1/2

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