■18世紀における微積分(その113)
奇数乗の場合を補足しておきたい.
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[1]x^3+1を因数分解した際,x^3=−1の3根をを求めた上で,共役なペアをまとめると考えます.
x^3=−1
x=cosθ+isinθ
3θ=(2k+1)π
より
θ=±π/3,±π
ここで,共役なペアをまとめると,因数は
x^2−(2cosθ)x+1
つまり
1=2cosπ/3
x^3+1=(x+1)(x^2−x+1)
というわけです.
∫dx/(1+x^2)=arctanxを知っていると,これで,
∫dx/(x^3+1)
は,何とか正解にたどり着けるでしょう.
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[2]同様に,x^5+1の因数分解では
x^5=−1
x=cosθ+isinθ
5θ=(2k+1)π
より
θ=±π/5,±3π/5,±π
ここで,共役なペアをまとめると,因数は
x^2−(2cosθ)x+1
つまり
(1+√5)/2=2cosπ/5
(1−√5)/2=2cos3π/5
x^5+1=(x+1)(x^4−x^3+x^2−x+1)
=(x+1){(x^2+1)^2−x^3−x^2−x)
=(x+1)(x^2−(1+√5)/2x+1)(x^2−(1−√5)/2x+1)
というわけです.
∫dx/(1+x^2)=arctanxを知っていると,これで,
∫dx/(x^5+1)
は,何とか正解にたどり着けるでしょう.
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