Loading [MathJax]/jax/element/mml/optable/MathOperators.js

13 votos

Cómo probar esta integral1010lnΓ(x+y3)dxdy=716+12ln2π

muestra esa

PS

donde$$ I=\int\limits_0^1{\int\limits_0^1{\ln\Gamma\left({x+{y^3}}\right)}}dxdy =-\frac{7}{{16}}+\frac{1}{2}\ln 2\pi

entonces$$\Gamma{(a)}=\int_{0}^{\infty}x^{a-1}e^{-x}dx entonces no puedo trabajar, gracias

25voto

Joe Gauterin Puntos 9526

Deje f(u)=10logΓ(z+u)dz, tenemos:

f(u)=10Γ(z+u)Γ(z+u)dz=[logΓ(z+u)]1z=0=logΓ(u+1)Γ(u)=logu

Integrar esto nos da f(u)=f(0)+uloguu. Ahora

f(0)=10logΓ(z)dz=1210log(Γ(z)Γ(1z))dz=1210logπsinπzdz=12(logπ1ππ0logsinθdθ)[1]=12log(2π) Esto nos da f(u)=12log(2π)+uloguu y por lo tanto

I=10f(y3)dy=10(12log(2π)+y3log(y3)y3)dy=12log(2π)+[316y4(log(y4)1)14y4]10=12log(2π)716

Notas

  • [1] Estamos utilizando el resultado 1ππ0logsinθdθ=log2, Para una prueba, vea las respuestas de esta pregunta.

7voto

Tunk-Fey Puntos 19825

Usando  int10 ln Gamma left(x+ alpha right) dx= frac12 ln2 pi+ alpha log alpha alpha quad; quad alpha geq0, y  int10x alpha lnnx dx= frac(1)nn!( alpha+1)n+1, qquad textpara n=0,1,2, ldots luego  int10 ln Gamma left(x+y3 right) dx= frac12 ln2 pi+3y3 lnyy3 y \begin{align} \int_0^1\int_0^1 \ln\Gamma\left(x+y^3\right)\ dx\ dy&=\int_0^1 \left(\frac{1}{2}\ln2\pi+3y^3 \ln y -y^3\right)\ dy\\ &=\frac{1}{2}\ln2\pi-\frac{3}{4^2}-\frac14\\ &=\large\color{blue}{\frac{1}{2}\ln2\pi-\frac{7}{16}}.\tag{Q.E.D.} \end {align}

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X