x跟sinx的n次幂的乘积在0到∏上的积分怎么算?

1个回答

  • 首先做一点简化:

    ∫ [从0到π]x*(sinx)^ndx= ∫ [从0到π/2]x*(sinx)^ndx+∫ [从π/2到π]x*(sinx)^ndx

    其中在计算∫ [从π/2到π]x*(sinx)^ndx的时候可以令t=π-x

    则∫ [从π/2到π]x*(sinx)^ndx=∫ [从π/2到0](π-x)*(sin(π-x))^nd(π-x)

    =∫ [从0到π/2](π-t)*(sint)^ndt=∫ [从0到π/2](π-x)*(sinx)^ndx,和第一项合并

    所以原式=∫ [从0到π/2]π*(sinx)^ndx=π∫ [从0到π/2](sinx)^ndx .(1)

    于是原题就转化成了求∫ [从0到π/2](sinx)^ndx,下面的积分不特殊说明都是从0到π/2

    记An=∫ (sinx)^ndx,

    则An=∫ (sinx)^ndx==∫ (sinx)^(n-1)d(-cosx)=(sinx)^(n-1)*(-cosx)+∫ cosxd(sinx)^(n-1)

    =0+∫ (n-1)(cosx)^2(sinx)^(n-2)dx=(n-1)∫ (1-(sinx)^2)(sinx)^(n-2)dx

    =(n-1)∫ (sinx)^(n-2)dx-(n-1)∫ (sinx)^ndx

    =(n-1)A(n-2)-(n-1)An

    所以An=A(n-2) * (n-1)/n

    这就给出了一个递推关系,直接计算得A0=π/2,A1=1

    所以A(2n)=(2n-1)!/(2n)!*π/2,A(2n+1)=(2n)!/(2n+1)!

    带回到(1)式,原式=π*An,带入即可