質問<1065>
「「積分の問題」」
日付 2003/1/12
質問者 歩美


レポートなんですが、教科書見てもわからないんです。

1)極限値問題。

    n-1      1
lim Σ ――――――――――
n→∞ k=0 \(\sqrt{\quad}\)nの2乗-kの2乗
  

分母はすべてルートの中です。


2)広義積分が収束するようなaの範囲は?

    ∞  xの(a-1)乗  
   ∫  ――――――― dx
    0     1+x


3) 積分の順序を交換せよ。

4 2\(\sqrt{\quad}\)x
  ∫ dx ∫ f(x,y)dy
0 x


お願いします。

お便り
日付 2003/1/13
回答者 juin


(1)limSigma(1/Sqrt(\(n^{2}\)-\(k^{2}\))=limSigma(\(\frac{1}{n}\))(1/Sqrt(1-(\(\frac{k}{n}\)\()^{2}\)))
=Integral(dx/Sqrt(1-\(x^{2}\))) on 0<x<1
=P\(\frac{i}{2}\)

お便り
日付 2003/1/14
回答者 phaos


1)
与式 = lim Σ (\(\frac{1}{n}\))(1/\(\sqrt{\quad}\)(1 - (\(\frac{k}{n}\)\()^{2}\)))
= ∫_\(0^{1}\) dx/\(\sqrt{\quad}\)(1 - \(x^{2}\)) … x = sin t と置く
= ∫_0^(π/2) cos t dt/\(\sqrt{\quad}\)(1 - si\(n^{2}\) t)
= ∫_0^(π/2) dt = π/2.

2)
先ず x = 0 の方を見ると, a - 1 > -1 即ち
a > -2 でなければならない。
x → ∞ の方を見ると a < -1 でなければならない。
よって -2 < a < -1.

3)
積分領域を描いてみると分かるが
x ≦ y ≦ 2\(\sqrt{\quad}\)x, 0 ≦ x ≦ 4
である。これを y の方を主体にしてみると
y ≦ x ≦ \(y^{2}\)/4, 0 ≦ y ≦ 4
だから
与式 = ∫_\(0^{4}\) dy ∫_(\(y^{2}\)/4\()^{y}\) f(x, y) dx.