早稲田大学 創造理工学研究科 経営システム工学専攻 2021年8月実施 微积分
Author
思齐塾, 祭音Myyura
Description
実数空間 (real space)で連続(continuous)である関数 (function) f(x) の定積分 (definite integral) における次の式を示せ。
∫02πf(cosθ)dθ=∫02πf(sinθ)dθ
题目描述
设 f(x) 是实数域上的连续函数。证明定积分恒等式
∫02πf(cosθ)dθ=∫02πf(sinθ)dθ.
Kai
Let's prove the identity:
∫02πf(cosθ)dθ=∫02πf(sinθ)dθ
We can use the substitution u=2π−θ , then du=−dθ . When θ=0 , u=2π , and when θ=2π , u=0 .
Thus,
∫02πf(cosθ)dθ=∫2π0f(cos(2π−u))(−du)=∫02πf(cos(2π−u))du
Since cos(2π−u)=sinu , we have
∫02πf(cos(2π−u))du=∫02πf(sinu)du
Replacing u with θ , we get
∫02πf(sinu)du=∫02πf(sinθ)dθ
Therefore,
∫02πf(cosθ)dθ=∫02πf(sinθ)dθ
Thus, the identity is proved.