证明积分

证明积分:$$\int_{-\pi/2}^{\pi/2} (\sin(x))^n dx = \frac{n-1}{n}\int_{-\pi/2}^{\pi/2} (\sin(x))^{n-2} dx$$

证明:

\begin{align}\int_{-\pi/2}^{\pi/2} \sin^nx \, dx& = -\sin^{n-1}x \cos x\bigg|_{-\pi/2}^{\pi/2} +\int_{-\pi/2}^{\pi/2} \cos x \cdot (n-1)\sin^{n-2} x\cos x\, dx\\ &= (n-1)\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\sin^{n-2} x \cos^2 x\, dx\\ &= (n-1)\int_{-\pi/2}^{\pi/2}(\sin^{n-2}x - \sin^n x)\, dx\\ &= (n-1)\int_{-\pi/2}^{\pi/2} \sin^{n-2}x - (n-1)\int_{-\pi/2}^{\pi/2} \sin^n x\, dx \end{align}

因此

$$n\int_{-\pi/2}^{\pi/2} \sin^n x\, dx = (n-1)\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\sin^{n-2}x\, dx,$$

If n is odd,then
$$\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\sin^{n}xdx=\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\sin^{n-2}xdx=0$$
If n is even,then
$$\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\sin^{n}xdx=2\int_{0}^{\pi/2}\sin^{n}xdx$$
$$2\int_0^{\pi/2}\sin^{2m-1}x\cos^{2n-1}xdx=B(m,n)$$
Proof:
$$\int_0^{\pi/2}\sin^{2m-1}x\cos^{2n-1}xdx=\int_0^{\pi/2}\sin^{2m-2}x\cos^{2n-2}x\sin x\cos xdx$$
By substituting $t=\sin^2x$ and $dt=2\sin x\cos x$,
$$\int_0^{\pi/2}\sin^{2m-2}x\cos^{2n-2}\sin x\cos xxdx=\frac12\int_0^1 t^{m-1}(1-t)^{n-1}dt=\frac12B(m,n)$$
$$2\int_{0}^{\pi/2}\sin^{n}xdx=B(\frac{1+n}{2},\frac12)=\frac{\Gamma(\frac{1+n}{2})\Gamma(\frac12)}{\Gamma(1+\frac{n}2)}=\frac{\frac{n-1}{2}}{\frac{n}{2}}\frac{\Gamma(\frac{n-1}{2})\Gamma(\frac12)}{\Gamma(\frac{n}2)}$$
$$\therefore\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\sin^{n}xdx=\frac{n-1}{n}\int_{-\pi/2}^{\pi/2}\sin^{n-2}xdx$$

时间: 2025-01-31 06:19:14

证明积分的相关文章

数学---证明题

真题 证明函数不等式 一定要时刻明白自己在证什么!!! 证明函数不等式常用的有以下五种方法: 利用函数单调性 利用拉格朗日中值定理 利用函数的最大最小值 利用泰勒公式 利用凹凸性(定义或性质) 利用单调性 利用拉格朗日中值定理 利用函数的最大最小值 利用泰勒公式 利用凹凸性(定义或性质) 方程根的存在性与个数 方程根的问题通常是两个基本问题: 根的存在性问题: 利用连续函数的零点定理 若f(x)在[a,b]上连续,且f(a)与f(b)异号,则方程f(x)=0在(a,b)内至少有一个实根: 利用罗

武汉大学2014年基础数学复试试题参考解答

来源 [尊重原有作者劳动成果] 2014年武汉大学基础数学复试试题解答 时间:2014年3月22日8:30—10:30 专业:基础数学 一.(10分)已知函数$f(x)$在$(-1,1)$上连续,在除$x=0$上存在导函数 (1)若$\underset{x\to 0}{\mathop{\lim }}\,f(x)$存在,证明存在: (2)若$\underset{x\to 0}{\mathop{\lim }}\,f(x)$不存在,则$f(0)$一定不存在吗?若不存在,说明理由:若存在,请给出反例并证

华南理工大学2020年数学分析考研试题参考解答

250803华南理工大学2020年数学分析考研试题参考解答 1. (11 分) 计算 . 跟锦数学跟锦考研小锦教学微信公众号有参考解答哦欢迎关注 2. (11 分) 若 0" data-formula-type="inline-equation"> , 求 . 跟锦数学跟锦考研小锦教学微信公众号有参考解答哦欢迎关注 3. (11 分) 求级数 的和函数. 跟锦数学跟锦考研小锦教学微信公众号有参考解答哦欢迎关注 4. (11 分) 计算 . 跟锦数学跟锦考研小锦教学微信公

关于高斯-博内公式的一个简单的内蕴证明

关于高斯-博内-陈 平面上任一三角形的三内角之和恒等于π,对于一般曲面上由三条测地线构成的三角形,其内角和等于π加上高斯曲率K在此三角形所围曲面上的积分. 1827年,高斯证明了这一定理.1944年,博内将这一定理推广到一般曲面上,由任一闭曲线C围成的单连通区域,形成了著名的高斯-博内公式.1944年,陈省身给出了高斯-博内公式的内藴证明. 欧拉数虽然神秘有趣,可还是引不起数学家们的强烈兴趣,原因是它太简单了,小学生都可以很快弄懂这些数的来源,那个时代的数学家们总是希望有个积分,微分什么的,以显

【微积分】 04 - 一元积分

1. 不定积分 1.1 原函数和不定积分 前面的微分学讨论了导数对函数局部值的影响,现在开始就来看看整体的导函数能确定怎样的函数?换句话说,已知导函数的情况下,能否确定函数本身.对于不是处处有定义的导函数,为了简单起见,可以把它拆分成多个区间讨论.为此,对于区间\(I\)上处处有定义的导函数\(f(x)\),如果存在函数满足\(F'(x)=f(x)\),那么\(F(x)\)称为\(f(x)\)的原函数. 前面我们已经知道,区间上导函数相同的函数之间只相差一个常数,从而如果原函数\(F(x)\)存

上海房产税免征--积分或居住证

我自己从网上也查询了一些资料,有的说积分满120,有的说需要三年以上的居住证明,还好我以前就办理了居住证,并且按期去续卡,真是“证”到用时方恨少啊,积分就是看你自己的条件了或有个“好”公司.所以我提前就把这两样都准备好了,我看他到时候还要什么理由不给我免税退税,没办法,人家是老大的啊 今天提交了产权所有人的资料,过10天就可以办理免税了,提交资料就跑了两趟,为避免更多的人犯同样的问题,我把流程写下来. 在房产税窗口打印填写几个表格,需要资料: 一. 居住证原件+复印件 二. 居住证三年以上证明原

积分分享组件——友推

app 的分享传播是否大同小异?尤其是游戏类应用,分享送金币.送水晶,邀请好友送极品神宠……传播渠道也无非是各类社交网站——QQ 空间.人人网.微信.微博. 据统计,中国移动应用市场 Top100 的 app 有 46% 涉及社交元素,在 Top1000 中,这个比例上升至 55%.社会化分享组件已经逐渐成为 app 开发的标准,而组件本身也在标准化——然而这个过程也存在问题.涉及社交元素,并不代表社交元素有意义:含有社会化分享组件,不代表用户会将 app 分享出去.事实上,除了游戏类及新闻资讯

复分析复习5——Cauchy积分理论1

复值函数的积分是这样定义的.设有向曲线$\gamma:z=z(t),t\in[\alpha,\beta]$,并且$a=z(\alpha)$为起点,$b=z(\beta)$为终点.现沿着$\gamma$方向任取分点 \[a=a_{0},a_{1},\cdots,a_{n}=b\] 考虑和式 $$S_{n}=\sum_{i=1}^{n}f(\xi_{k})\Delta_{k},\xi_{k}\in[a_{k-1},a_{k}]$$ 当分点无限增多,而 $$\max\{\Delta_{k}\}\to0

三素数定理的证明及其方法(一)

本文的目的是为了让自己学习哥德巴赫猜想研究中的具体方法,具体参考潘承洞的书<素数分布与哥德巴赫猜想>,在此我会将证明细节尽量更详细地写出,方便以后再次参考.因为全是自学,所以在这第一篇文章中只考虑一些较粗糙的估计,这对于证明下面的三素数定理足够了.即便如此,该定理的证明也绝非易事. 三素数定理 每个充分大的奇数都是三个奇素数之和. 该定理首先由维诺格拉多夫于1937年证明,他利用 Hardy-Littlewood 圆法以及自己所创的三角和估计方法证明了上述结论,下文将详细证明该定理.需要注意的