欧拉积分在求解定积分中的应用(2)
发布时间:2021-06-12
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B(p’g)=上1xp-l(1一再)¨也
(p,q>o),
我们称之为B函数。
令.17=COS‘(9)时,代入上式得
B(p,q)=2f
2cos2P一1日sin幻~OdO
.sO
令戈=÷时,同理得
12,+1
B(p,q)=厂群杀du
1.2.2
性质
(1)V[Pl:P2;gl:q2]c(0,+∞;0,+∞),B函数在[pl:P2;gl:q2]上一致连续。B(p,q)在(0,
+oo;O,+∞)上连续,有连续的各阶偏导数。
(2)对称性B(p,q)=B(q,P)
(3)递推公式
B(p,9)-带B(p,g.1)
B(m㈡=%黼
=—J昌B(p一1,口)
’17
P‘q一1“、,
特别对正整数m,,l有
(4)余元公式
B(p,l—p)=—si-=n里p一'tr(0<p<1)
特别是
曰(},了1):霄
(5)Dirchlet公式
B(p,q)=黜
2
应用欧拉积分求解其他定积分
用欧拉积分表不其他积分,说到底主要是变量
替换以及各种变形,下面举几个例子。
例1:求I√习出
-tO
解:法1通过三角换元法可得
,√-巩=詈√日+詈arcsin詈
=归t=寺肛卜号arcsin2t[!;.
上1厢山=上1√手一(x—i1)2出
万
方数据=詈
(令t=算一号)
法2
我们用欧拉积分来进行计算,将原式进
行适当变形
上1√习如=上1舅}(1一髫)÷出=B(吾,寻)
[r丁3)]2[虿I
l
Lil)]2
F(3)
21
『『11
[r虿I)]2=r(÷)r(1一虿1)
=一=1T1Tsin
i
故
r(妻)=石,
于是原式
上1万了出=詈。
这两种方法比较而言,通过欧拉积分计算相对
更简捷。
例2:求f
2
sin'0cos"OdO(m>一1,n>一1)
解析:这是一道关于三角函数的定积分。如果通
过利用三角公式求出其原函数再计算,这就需要讨
论m,n的奇偶性。这显然是我么尽可能避免的。
我们应用欧拉积分来解令鼻=COS2(0)时,代人上式得
卜n‰群咖=÷B(丁m+l,孚)
当m=6,/'t=4,即原式为
上亍s甜口c。s4甜8=÷B(手,手)
lr(虿7JlI虿5)3霄
一2
r(6)
一512
同理,对于
2
If
tannxdx
(I
n
I<I<1),),
我们有
上2tan“菇以=2S甜口Cos-nx出
23