欧拉积分在求解定积分中的应用(2)

发布时间:2021-06-12

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

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

Lil)]2

F(3)

21

『『11

[r虿I)]2=r(÷)r(1一虿1)

=一=1T1Tsin

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

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

If

tannxdx

(I

I<I<1),),

我们有

上2tan“菇以=2S甜口Cos-nx出

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