- 締切済み
積分を教えてください。
こんな質問はしたくないのですが…ブラウン運動の初歩のところで ∫[-π~π]dk(cos(kx)-1)/(cos(k)-1) = 2π|x| という積分が出てくるのですが、これがうまく導出できません。また、∫dk(cos(2k)-1)/(cos(k)-1) の不定積分をを私が計算すると2sin(k)+2k になりましたが、maximaに計算させると 3 SIN (k) ------------- + 1 2 SIN(k) (COS(k) + 1) (D1) 2 (ATAN(----------) + --------------------------) COS(k) + 1 3 2 SIN (k) 2 SIN(k) ------------- + ---------- 3 COS(k) + 1 (COS(k) + 1) SIN(k) ATAN(----------) COS(k) + 1 SIN(k) COS(k) + 1 - 8 (- ---------------- - --------------------------------) - ---------- 4 2 SIN(k) 4 SIN (k) (COS(k) + 1) (------------- + 4) 2 (COS(k) + 1) になりました。maximaで計算結果を簡単な形で表現させることはできないのでしょうか。
- grothendieck
- お礼率76% (244/319)
- 数学・算数
- 回答数1
- ありがとう数1
- みんなの回答 (1)
- 専門家の回答
みんなの回答
- KENZOU
- ベストアンサー率54% (241/444)
grothendieckさんお久しぶりです。KENZOUです。 以下、ご参考まで。 >∫dk(cos(2k)-1)/(cos(k)-1) の不定積分をを私が計算すると2sin(k)+2k になりましたが、maximaに計算させると Mathematicaで計算させる(下記URLでMathematicaの積分計算サービスをしています)とgrothendieckさんが導出された式と同じ式になりました。ついでに ∫dk(cos(kx)-1)/(cos(k)-1) の不定積分も計算させると恐ろしく長い式となりました。 cos(2k)とcos(kx)を取り間違えられたということはないと思いますが。。。(←でなかったらすみません)。
関連するQ&A
- 積分
問題 The curves on the graphs below are y=sin^2 kx and y=cos^2 kx Find the shaded area. まずy=sin^2 kx と y=cos^2 kx の交点を見つけたいのですが sin^2 kx = cos^2 kx , sin^2 kx / cos^2 kx = cos^2 kx / cos^2 kx , tan^2 kx = 1 (tan kx + 1) ( tankx - 1) =0 tankx = -1 , tankx = +1 などとやってみたのですがk がある為この先どうやったらいいのかわかりません。(ここまでの計算も自信ありません。。) それから∫cos^2kx - sin^2 kx dx もどの様に処理すればいいのかよくわかりません。 ∫cos2kx dx にしてみましたがこの後 1/2k sin 2kx となりましたがこれであっているでしょうか? これが合っていれば後はy=sin^2 kx と y=cos^2 kx の交点がわかれば普通に計算すればいいのですよね? 考え方を教えて頂けますか?
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 高校数学の積分です。答え合わせをお願いします。
wolframa で Int[cos(k(t-x))sin(kx),{x,0,t}] として確認したのですが、最後の計算まで出ませんでした。 ∫[0→t]cos(k(t-x))sin(kx)dx = (1/2)∫[0→t]sin( k(t-x)+ kx)dx - (1/2)∫[0→t]sin( k(t-x) - kx)dx = (1/2)∫[0→t]sin(kt)dx - (1/2)∫[0→t]sin(kt-2kx)dx = (t/2)sin(kt) - (1/2)( ∫[0→t]sin(kt)cos(2kx) - cos(kt)sin(2kx) )dx = (t/2)sin(kt) - sin(kt)/2∫[0→t]cos(2kx) dx + cos(kt)/2∫[0→t]sin(2kx) dx = (t/2)sin(kt) - (sin(kt)/2)(sin(2kt)/2k - (cos(kt)/2)((cos(2kt)-1)/2k.
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 三角関数の3重積の積分を教えて下さい。
pとqを異なる2つの素数、kを、pともqとも異なる自然数とするとき、 定積分 ∫ [0 ~ 2π] f(x) dx で、 f(x) が、それぞれ、 sin(px), cos(px), sin(qx), cos(qx), sin(kx), cos(kx) のうちから、kx に関するもの以外は重複を許して3つを選んで掛け合わせた3重積であるならば、その定積分値は幾らになるのでしょうか。 宜しく御願い申し上げます。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- ∫[0,+∞] sin(kx)dxの値は?
以下の計算になると思いますが、、、 ∫[0,+∞] sin(kx)dx=∫[0,π/2k] sin(kx)dx+∫[π/2k,+∞] sin(kx)dx =∫[0,π/2k] sin(kx)dx + ∫[0,+∞] cos(kx)dx =1/k + ∫[0,+∞] cos(kx)dx ここで、∫[0,+∞] cos(kx)dx は、 ∫[0,∞] cos(kx)dx=(1/2)∫[0,∞]{exp(ikx)+exp(-ikx)}dx =(1/2)∫[0,∞] exp(ikx)dx+∫[(0,∞] exp(-ikx)dx =(1/2)∫[-∞.0] exp(-ikx)dx+∫[0,∞] exp(-ikx)dx =(1/2)∫[-∞.+∞] exp(-ikx)dx =δ(k)/2 です。 したがって、 ∫[0,+∞] sin(kx)dx=1/k + δ(k)/2 と思います。 しかし、 k=0では、 ∫[0,+∞] sin(kx)dx=∫[0,+∞] 0 dx=0 で、右辺は、δ(k)/2は怪しいですが、少なくとも、 1/k=∞ です。 正しい、積分方法を、お教え下さい。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 1/cos x、1/(cos x)^2の積分について
1/cos xや1/(cos x)^2の不定積分を、「微分の逆計算」とする以外に、導く方法はありませんか? というのも、私の使っている教科書では、1/cos xや1/(cos x)^2の不定積分が「いくつかの関数の不定積分」と称して公式のように書かれています。ふと、それがどのように導かれているのかを知りたくなったんですが、教科書には「微分することで元の関数に成っていることを確認せよ」としか書かれていません。仕方なく微分してみたら確かに元の関数になったんですが、なにかしっくり来ません。 「微分の逆計算」を認めずに、1/cos xや1/(cos x)^2の不定積分を導く方法があれば、是非知りたいです。 よろしくご教授お願いします。
- ベストアンサー
- 数学・算数
- 不定積分できる!
質問サイトなのにタイトルが肯定文なところに惹かれて来てくだっさたあなたに質問です。 私は基本的な不定積分(高校くらいまでで∧難しすぎないもの)ならできるつもりです。 しかし、三角関数の不定積分がよくわかりません。 たとえば、次の関数の不定積分を求めよ。(xは省略) ア) tan/cos , イ) cos^4 , ウ) 1/sin , エ) (tan/cos)^2 , オ) tan^4 , カ) 1/cos^4 きっとどうせ、置換積分法か部分積分法か式変形の組合せで解くのだと思いますが、三角関数の不定積分は紛らわしいです。 問題の式をちょっと見ただけですぐに解法が思いつくにはどうすればいいのでしょうか。 (別にアからカの答えを聞いているわけではありません。一応なんとか解けます)
- ベストアンサー
- 数学・算数
お礼
ご回答ありがとうございます。少し記号を変えて ∫dθ(cos(mθ)-1)/(cos(θ)-1) の計算をします。exp(iθ)=z とおくと (cos(mθ)-1)/(cos(θ)-1)=((z^m - 1)/(z-1))^2 /z^(m-1) mが0以上の整数のとき上の式は (z^(m-1) + z^(m-2) +…+1)^2 /z^(m-1) =z^(m-1) + 2z^(m-2) +…+ m+…+ 2z^(2-m) + z^(1-m) =2cos(m-1)θ + 4cos(m-2)θ +…+ 2(m-1)cosθ + m なので ∫dθ(cos(mθ)-1)/(cos(θ)-1) =(2/(m-1))sin(m-1)θ + (4/(m-2))sin(m-2)θ +…+ 2(m-1)sinθ + mθ となってできました。mが整数でない時には有限項で切れないので超幾何関数などになるのでしょう