5.11.9
Muestran que
∫x0sin(t)t+1 dt≥0 ∀x≥0
Mi intento de-
Por el 2 º Teorema de valor medio,
∫x0sin(t)t+1 dt=10+1(1−cos(c))+1x+1(cos(c)−cos(x))=1−xx+1cos(c)−cos(x)x+1
Pero ahora la forma de demostrar lo anterior.
5.11.9
Muestran que
∫x0sin(t)t+1 dt≥0 ∀x≥0
Mi intento de-
Por el 2 º Teorema de valor medio,
∫x0sin(t)t+1 dt=10+1(1−cos(c))+1x+1(cos(c)−cos(x))=1−xx+1cos(c)−cos(x)x+1
Pero ahora la forma de demostrar lo anterior.
Por integración parcial, ∫x0sintt+1dt=1−cosxx+1+∫x01−cost(t+1)2dt. Everything on the RHS is ≥0 for x≥0.
Nota: este dispositivo funciona para cada integral ∫x0f(t)sintdt, donde f es positivo, diferenciable y monótona decreciente. El dispositivo de @robjohn no necesita differentiability, por lo que es (potencialmente) más general.
Sugerencia: Tenga en cuenta que $$\begin{align} &\int_{2k\pi}^{(2k+1)\pi}\frac{\sin(t)}{t+1}\,\mathrm{d}t+\int_{(2k+1)\pi}^{(2k+2)\pi}\frac{\sin(t)}{t+1}\,\mathrm{d}t\\ &=\int_0^{\pi}\frac{\sin(t)}{t+2k\pi+1}\,\mathrm{d}t-\int_0^\pi\frac{\sin(t)}{t+(2k+1)\pi+1}\,\mathrm{d}t\\ &=\pi\int_0^{\pi}\frac{\sin(t)}{(t+2k\pi+1)(t+(2k+1)\pi+1)}\,\mathrm{d}t \end {alinee el} $, al final de cada intervalo de disminución, la integral es positiva.
\newcommand{\bbx}[1]{\,\bbox[15px,border:1px groove armada]{\displaystyle{#1}}\,} \newcommand{\llaves}[1]{\left\lbrace\,{#1}\,\right\rbrace} \newcommand{\bracks}[1]{\left\lbrack\,{#1}\,\right\rbrack} \newcommand{\dd}{\mathrm{d}} \newcommand{\ds}[1]{\displaystyle{#1}} \newcommand{\expo}[1]{\,\mathrm{e}^{#1}\,} \newcommand{\ic}{\mathrm{i}} \newcommand{\mc}[1]{\mathcal{#1}} \newcommand{\mrm}[1]{\mathrm{#1}} \newcommand{\pars}[1]{\left(\,{#1}\,\right)} \newcommand{\partiald}[3][]{\frac{\partial^{#1} #2}{\parcial #3^{#1}}} \newcommand{\raíz}[2][]{\,\sqrt[#1]{\,{#2}\,}\,} \newcommand{\totald}[3][]{\frac{\mathrm{d}^{#1} #2}{\mathrm{d} #3^{#1}}} \newcommand{\verts}[1]{\left\vert\,{#1}\,\right\vert}
Esta prueba es válida \ds{{\Huge\forall}\ x\ \in\ \mathbb{R}_{\ \geq\ 0}} !!! que "\underline{includes}", como un caso particular, "\ds{x \over 2\pi} es un \ds{\underline{integer}}" !!!.
\begin{align} \left.\int_{0}^{x}{\sin\pars{t} \over t + 1}\,\dd t\, \right\vert_{\ x\ \geq\ 0} & = \int_{0} ^{\left\lfloor x/\pars{2\pi}\right\rfloor 2\pi + \left\{x/\pars{2\pi}\right\}2\pi} {\sin\pars{t} \over t + 1}\,\dd t \\[5mm] & = \int_{0}^{\left\lfloor x/\pars{2\pi}\right\rfloor 2\pi} {\sin\pars{t} \over t + 1}\,\dd t + \int_{0}^{\left\{x/\pars{2\pi}\right\}2\pi} {\sin\pars{t} \over t + \left\lfloor x/\pars{2\pi}\right\rfloor 2\pi + 1}\,\dd t \\[5mm] & = \left\lfloor{x \over 2\pi}\right\rfloor\ \overbrace{\int_{0}^{2\pi}\sin\pars{t} \sum_{n = 0}^{\left\lfloor{x/\pars{2\pi}}\right\rfloor - 1} {1 \over t + 2\pi n + 1}\,\dd t}^{\ds{\mc{I}_{1}}} \\[2mm] & +\ \underbrace{\int_{0}^{\left\{x/\pars{2\pi}\right\}2\pi} {\sin\pars{t} \over t + \left\lfloor x/\pars{2\pi}\right\rfloor 2\pi + 1} \,\dd t} _{\ds{\equiv\ \mc{I}_{2}}}\label{1}\tag{1} \end{align}
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