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一个定积分的计算

作者 Edstrayer
来源: 小木虫 150 3 举报帖子
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https://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=9875395
题目:设a>b>0是正实数,试证:

[latex]\int_0^{\pi}\ln(a+b\cos x)dx=\pi\ln\left(a+\sqrt{a^2-b^2}\right)-\pi\ln 2[/latex]

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  • 精华评论
  • bluesine

    Edstrayer版版这个积分说实话好难算。。。长话短说,用留数定理算貌似是一个很好的方法。或许可以计算ln(a+bcos(x)+cos(2x))这种形式的积分

    简述下计算步骤:
    1、利用cos(x)的偶函数和周期性,转换成0到2pi上的积分,当然要有系数1/2
    2.  用欧拉公式转换,
    3. 用留数定理计算,恰好有3个零点,一个是0,还有一对是方程的根。。。。
    4.最后相加结果取实部即可

  • hank612

    https://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=7140294

    就当是炒冷饭吧, 上面帖子中提到了一个引理,利用含参数积分的性质:

    当 A>1时,[latex]\int_0^{\pi}\ln(A-\cos{t})dt=\int_0^{\pi}\ln(A+\cos{t})dt=\pi\ln\frac{\sqrt{A^2-1}+A}{2}[/latex]

    由此立得 @Edstrayer 版主大神 的积分公式

  • i维数

    前两个解答在《微积分教程》第二卷中可以找到,还有一个用递推方法来解决的在里面也有,我没找到,有兴趣的话可以去看看。
    一个定积分的计算
    积分1.png


    一个定积分的计算-1
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    一个定积分的计算-2
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    一个定积分的计算-3
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    一个定积分的计算-4
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