2 votos

Integración mediante funciones especiales

$$\int ^{\pi }_{0}\dfrac {dt}{\sqrt {3-\cos t}}$$

¿Cómo puedes resolver la siguiente ecuación utilizando las funciones alfa/gama y poniendo

$$\cos t=1-2\sqrt {u}$$

2voto

Felix Marin Puntos 32763

$\newcommand{\+}{^{\dagger}} \newcommand{\angles}[1]{\left\langle #1 \right\rangle} \newcommand{\braces}[1]{\left\lbrace #1 \right\rbrace} \newcommand{\bracks}[1]{\left\lbrack #1 \right\rbrack} \newcommand{\ceil}[1]{\,\left\lceil #1 \right\rceil\,} \newcommand{\dd}{{\rm d}} \newcommand{\down}{\downarrow} \newcommand{\ds}[1]{\displaystyle{#1}} \newcommand{\expo}[1]{\,{\rm e}^{#1}\,} \newcommand{\fermi}{\,{\rm f}} \newcommand{\floor}[1]{\,\left\lfloor #1 \right\rfloor\,} \newcommand{\half}{{1 \over 2}} \newcommand{\ic}{{\rm i}} \newcommand{\iff}{\Longleftrightarrow} \newcommand{\imp}{\Longrightarrow} \newcommand{\isdiv}{\,\left.\right\vert\,} \newcommand{\ket}[1]{\left\vert #1\right\rangle} \newcommand{\ol}[1]{\overline{#1}} \newcommand{\pars}[1]{\left( #1 \right)} \newcommand{\partiald}[3][]{\frac{\partial^{#1} #2}{\partial #3^{#1}}} \newcommand{\pp}{{\cal P}} \newcommand{\root}[2][]{\,\sqrt[#1]{\vphantom{\large A}\,#2\,}\,} \newcommand{\sech}{\,{\rm sech}} \newcommand{\sgn}{\,{\rm sgn}} \newcommand{\totald}[3][]{\frac{{\rm d}^{#1} #2}{{\rm d} #3^{#1}}} \newcommand{\ul}[1]{\underline{#1}} \newcommand{\verts}[1]{\left\vert\, #1 \,\right\vert} \newcommand{\wt}[1]{\widetilde{#1}}$ \begin {align} \color {#00f}{ \large\int_ {0}^{ \pi }{ \dd t \over \root {3 - \cos\pars {t}}}}&= \int_ {0}^{ \pi }{ \dd t \over \root {3 - \bracks {1 - 2 \sin ^{2} \pars {t/2}}}} = \int_ {0}^{ \pi }{ \dd t \over \root {2 + 2 \sin ^{2} \pars {t/2}}} \\ [3mm]&=2 \int_ {0}^{ \pi /2}{ \dd t \over \root {2 + 2 \sin ^{2} \pars {t}}} = \root {2} \int_ {0}^{ \pi /2}{ \dd t \over \root {1 + \sin ^{2} \pars {t}}} \\ [3mm]&= \color {#00f}{ \large\root {2}\,{ \rm K} \pars {-1}} \end {align} donde $\ds{{\rm K}\pars{m} = \int_{0}^{\pi/2}{\dd t \over \root{1 - m\,\sin^{2}\pars{t}}}}$ es el Integral elíptica de primer orden .

1voto

Matthew Scouten Puntos 2518

Maple hace esto usando EllipticK:

> int(1/sqrt(3-cos(t)),t=0..Pi); $$ \text{EllipticK}\left(\dfrac{1}{2}\sqrt{2}\right)$$

> select(has,[FunciónAsesor(especial,%)],GAMMA); $$ [[{\rm EllipticK} \left( \dfrac12\sqrt {2} \right) =\dfrac12{\frac {{\pi }^{ 3/2}}{ \Gamma \left( 3/4 \right) ^{2}}},\mbox { `with no restrictions`}]] $$

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