■正弦積分(その5)
【1】∫(0,∞)Πsin(x/k)/(x/k)dx=?
(その2)では奇数係数だけを扱ったが,整数係数の場合について,阪本ひろむ氏&Mathematicaに調べてもらった.
∫(0,∞)sinx/xdx=π/2
∫(0,∞)sincxsinc(x/2)dx=π/2
∫(0,∞)sincxsinc(x/2)sinc(x/3)dx=π/2
∫(0,∞)sincxsinc(x/2)sinc(x/3)sinc(x/4)dx=1727π/3456
∫(0,∞)sincxsinc(x/2)sinc(x/3)・・・sinc(x/5)dx=20652479π/41472000
∫(0,∞)sincxsinc(x/2)sinc(x/3)・・・sinc(x/7)dx=24860948333867803π/50185433088000000
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[参]David Borwein,Johnathan M. Borwein: Some remarkable properties of sinc and related integrals; The Ramanujan Journal, in press. CECM preprint 99,142 (available from http://www.cecm.sfu.ca/preprints)
によると
∫(0,∞)Πsinc(kx)dx
は,Σk<2のときπ/2となるということである.
すなわち,k=1/(2i+1)の場合,第6項までだと
1+1/3+・・・+1/13<2
だが,第7項まででは
1+1/3+・・・+1/13+1/15>2
また,k=1/(3i+1)の場合,第10項まで計算しても
1+1/4+・・・+1/28+1/31<2
なのである.
整数係数の場合,第3項までだと
1+1/2+1/3<2
だが,第4項になると
1+1/2+1/3+1/4>2
なのである.
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【2】∫(0,∞)Πsin(x/2k)/(x/2k)dx=?
偶数係数の場合は
∫(0,∞)sinc(x/2)=π
∫(0,∞)sinc(x/2)sinc(x/4)dx=π
∫(0,∞)sinc(x/2)sinc(x/4)sinc(x/6)dx=π
∫(0,∞)sinc(x/2)sinc(x/4)sinc(x/6)sinc(x/8)dx=1727π/1728
∫(0,∞)sinc(x/2)sinc(x/4)sinc(x/6)・・・sinc(x/10)dx=20652479π/2073600
∫(0,∞)sinc(x/2)sinc(x/4)sinc(x/6)・・・sinc(x/12)dx=24860948333867803π/2073600000
置換積分により
∫(0,∞)Πsin(x/2k)/(x/2k)dx=2∫(0,∞)Πsin(x/k)/(x/k)dx
すなわち,本質的に同じ積分となる.
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