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一道反常积分的习题

作者 Edstrayer
来源: 小木虫 1350 27 举报帖子
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题目:试计算下面的反常积分:

[latex]\int_0^{+\infty}\frac{(\ln x)^2}{1+x^2}dx=?[/latex]


并由此推出下面的无穷级数恒等式:

[latex]\sum\limits_{n=0}^{+\infty}(-1)^n\frac{1}{(2n+1)^3}=\frac{\pi^3}{32}[/latex]

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  • 精华评论
  • xujj2112

    第一个反常积分 Ln x 如果没有平方的话等于0,有平方不知道怎么算了

  • Mr__Right

    引用回帖:
    2楼: Originally posted by xujj2112 at 2016-05-02 10:37:15
    第一个反常积分 Ln x 如果没有平方的话等于0,有平方不知道怎么算了

    [latex]\dfrac{\pi^3}{8}[/latex]

  • xujj2112

    求告知解题步骤

  • i维数

    求过程。。。我就只会用级数来计算那个积分,不过好像级数不好求。我记得欧拉对这个级数给出过一个不严格的求法

  • Mr__Right

    引用回帖:
    5楼: Originally posted by xujj2112 at 2016-05-02 15:09:30
    求告知解题核心步骤
    ...

    可以尝试先求解这个积分:
    [latex]\int_0^1x^n\ln(x)^2{\rm d}x[/latex]
    变量代换[latex]t=\dfrac{1}{x}[/latex]再试试。

    同时考察
    [latex]\dfrac{1}{1+x^2}[/latex]的级数形式

  • Mr__Right

    引用回帖:
    6楼: Originally posted by i维数 at 2016-05-03 12:47:58
    求过程。。。我就只会用级数来计算那个积分,不过好像级数不好求。我记得欧拉对这个级数给出过一个不严格的求法

    的确,难点在第二个问题。

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