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求此函數積分?

非初等函數,有什麼非常規方法求呢


int_{0}^{1}frac{ln x}{1+x^2}dx =int_{0}^{1}ln xsum_{n=0}^{infty}x^{2n}dx =sum_{n=0}^{infty}int_{0}^{1}x^{2n}ln xdx

對於右邊的積分,用分部積分法可得

 int x^{2n}ln xdx =frac{1}{2n+1}int ln xdx^{2n+1} =frac{1}{2n+1}left( x^{2n+1}ln x-int x^{2n}dx 
ight) =frac{1}{2n+1}x^{2n+1}ln x-frac{1}{left(2n+1
ight)^2}x^{2n+1}

再代入上下限,可得 int_{0}^{1}x^{2n}ln xdx=frac{1}{left(2n+1
ight)^2}

於是所求積分即為

int_{0}^{1}frac{ln x}{1+x^2}dx =sum_{n=0}^{infty}int_{0}^{1}x^{2n}ln xdx =sum_{n=0}^{infty}frac{1}{left(2n+1
ight)^2} =frac{pi^2}{8}


只要知道

int_0^{1} x^n ln^m xmathrm{d}x=left(-1
ight)^mfrac{m!}{left(n+1
ight)^{m+1}}

就知道如何往下做了吧 ~


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