■eは無理数・超越数(その20)
1/Sqrt((1-2sx+s^2)=ΣPi(x)s^i
1/Sqrt((1-2tx+t^2)=ΣPj(x)t^j
1/Sqrt((1-2sx+s^2)(1-2tx +t^2) =ΣPk^2(x)(st)^k (∵直交性)
∫(-1,1)1/Sqrt((1-2sx+s^2)(1-2tx +t^2) dx
=Σ(st)^k∫(-1,1)Pk^2(x)dx
=Σ2(st)^k/(2k+1)
(∵∫(-1,1)Pk^2(x)dx=2/(2k+1))
ここで,
log(1+x)/(1−x)=2Σx^2k+1/(2k+1)
1/x・log(1+x)/(1−x)=2Σx^2k/(2k+1)
であるから,
∫(-1,1)1/Sqrt((1-2sx+s^2)(1-2tx +t^2) dx
=1/sqrt(st))log((1+sqrt(st))/(1-sqrt(st)))
を示すことができる.
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結局,ルジャンドルの多項式の積の積分
∫(-1,1)Pi(x)Pj(x)dx=2/(2j+1))δij
を使って,エレガントな計算で求められることがわかった.
∫(-1,1) 1/Sqrt((a-x)(b-x)) dx
=log((a+b-2-2√(a-1)(b-1))/((a+b+2-2√(a+1)(b+1)))
との関係はよくわからない.
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