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三角関数の積分と極限
(2)が分かりません。u=x-π/3 とおいて x→π/3のとき、u→0として
分母は(x-π/3)(x^2+(π/3)x+π^2/9)となってuに書き直すとu(u^2+πx+π^2/3)
分子は∫(1+tanθ)^2dx=tanθ-2log(cosθ)+Cより
[π/3,u+π/3]で定積分してtan(u+π/3)-2log(cos(u+π/3))-√3-2log2
=(√3+tanu)/(1-√3tanu)
-2log{(1/2cosu)+√3/2sinu)}-√3-2log2
※ご指摘の通りlogの部分を訂正しました。
ここからどうしていいか分かりません。ここまでも合ってるか分かりません。lim(tanθ/θ)θ→0 =1を使うような気がしてますが上手く変形できません。長文になってすみません。よろしくお願いします。
回答
こんばんは。
まだ回答できません。
分母はxの式だから積分の外に出して、それ以外のtによる積分まではあなたの結果とほぼ同じです。
私はuに置き換えず、そのままxで計算しました。
あなたと違っているのは、$\log(\cos x)$ のところです。
その直前で私は$\log(1+\tan^2 x)$ になったので、$-2\log(\cos x)$ なのです。
もう一度確認してみますね。
あなたの書いた式で、$u+\frac{\pi}{3}$ が出てきていますが、そこはもうxに戻してもいいのじゃないかなぁ。加法定理を使わずに。
でもそのあとの極限をどうやって求めるのかは私もまだわかっていません。
(追記 3/10 08:35)
やっとわかりました、っていうか、どうして気がつかなかったんだろう、というレベルです。
外にだした3乗ひく3乗を因数分解して、$(x-\dfrac{\pi}{3})$ だけを定積分した結果の式の分母にすると、そこには
x=π/3における微分係数を求める式が2種類現れますね!!
$\dfrac{\tan x-tan \frac{\pi}{3}}{x-\frac{\pi}{3}}$ と $\dfrac{\log( \cos x)-\log (\cos\frac{\pi}{3}) }{x-\frac{\pi}{3}}$ ×2が!!!
これらは、$f(x)=\tan x$ と$g(x)=\log(\cos x)$のx=π/3における微分係数を求める式ですので、あとはヨンソさんなら大丈夫ですね。
結果を見て、さらに重要なことに気がつきました。
$$\int_{\frac{\pi}{3}}^x \dfrac{f(t)}{x-\frac{\pi}{3}}=\dfrac{F(x)-F(\frac{\pi}{3})}{x-\frac{\pi}{3}} \rightarrow F'(\frac{\pi}{3})=f(\frac{\pi}{3})$$
つまり、積分なんかしなくてもよかったのです。これに気づくかどうかが勝負の分かれ目?
これでどうですか?コメント欄に返事を書いてください。よろしく。
お返事ありがとうこざいます。文字化けしてるのは私のスマホの問題でしょうか?すみませんlogの計算間違ってました。-2log(cosx)にするということでしょうか?
あ、文字化けではありません。このシステムのエラーだと思います。たまにこうなります。-2log(cosx)になるのではないかと思います。計算、自信ありません(泣)
質問の欄と回答の欄で、KATEXという数式表示の言語が使えます。ちょっと調べると便利に使えますよ。 このKatexの不調で変換されないことがあります。
てふ?とかなんとかっていうので$で挟むの聞いた事ありますそれみたいな感じですかね?ありがとうこざいます。私も計算し直したらそうなりました。今年の問題でして解答なくてすみません。
katex調べました。私には使えこなせそうにありません笑 katexもテフの1種みたいな感じでしたね
あーーーーーー!ああああああああぁぁぁああああああああぁぁぁ!!すごいです!本当にすごいです!ありがとうこざいます。その考えに至りませんでした。ありがとうこざいます。あとはできます!本当にありがとうこざいました!
私も気がついたときには感動しましたよ!