笨笨 发表于 2023-3-22 18:52:11

证明:4b^2/a∫x^2/√[(x^2-1)(1-b^2x^2/a^2)]dx=4∫√[a^2-(a^2-b^2)(sinθ)^2]dθ

证明下列积分等式成立

\(\displaystyle\frac{{{4b^2}}}{a}\int_1^{\frac{a}{b}} {\frac{{{x^2}}}{{\sqrt {\left( {{x^2} - 1} \right)\left( {1 - \frac{{{b^2}{x^2}}}{{{a^2}}}} \right)} }}} dx = 4\int_0^{\frac{\pi }{2}} {\sqrt {{a^2} - \left( {{a^2} - {b^2}} \right){{\sin }^2}\theta } } d\theta \)

笨笨 发表于 2023-3-22 18:53:10

右边=\[4\int_0^{\frac π2} {\sqrt {(a\cosθ)^2+(b\sinθ)^2 } } d\theta
\]是椭圆\[
\frac{x^2}{a^2}+\frac{y^2}{b^2}=1\]的周长。

gxqcn 发表于 2023-3-23 08:56:57

既如此,可令 \(x=\dfrac{a}{b}\cos\theta\quad\left(\theta \in \left\right)\)

当 \(a == b\) 时,椭圆退化为圆:左边式子分母根号下居然为非正数,应该是错误的!

笨笨 发表于 2023-3-23 10:25:04

gxqcn 发表于 2023-3-23 08:56
既如此,可令 \(x=\dfrac{a}{b}\cos\theta\quad\left(\theta \in \left\right)\)
...

忘了写限制条件了:0<b<a,看看是否成立

gxqcn 发表于 2023-3-24 17:06:05

gxqcn 发表于 2023-3-23 08:56
既如此,可令 \(x=\dfrac{a}{b}\cos\theta\quad\left(\theta \in \left\right)\)
...
没注意到积分上下限,应该令 \(x=\dfrac{\sqrt{a^2\sin^2{\theta}+b^2\cos^2{\theta}}}{b} \quad \left(\theta \in \left\right)\)
再将 \(\dif x\) 用 \(\dif\theta\) 表达,余下的工作,就是三角运算的事了。

笨笨 发表于 2023-3-24 21:02:58

本帖最后由 笨笨 于 2023-3-24 21:04 编辑

gxqcn 发表于 2023-3-24 17:06
没注意到积分上下限,应该令 \(x=\dfrac{\sqrt{a^2\sin^2{\theta}+b^2\cos^2{\theta}}}{b} \quad \left(\ ...

前辈你好,我通过三角运算二者不相等,但通过数值积分计算,发现主贴等式貌似是成立的,真费解

笨笨 发表于 2023-3-24 22:14:34

本帖最后由 笨笨 于 2023-3-24 22:16 编辑

笨笨 发表于 2023-3-24 21:02
前辈你好,我通过三角运算二者不相等,但通过数值积分计算,发现主贴等式貌似是成立的,真费解
按照前辈的方法走,主贴等式是相等的。



疑问,同样的数据为什么有时相等,有时不相等,说明了什么,而且同一组数据靠的这么近且不同的积分,为什么会产生这种微小偏差呢???

细节疑问,请看红色笔记处。


gxqcn 发表于 2023-3-25 10:32:53

一点小技巧:将 \(\dif x\) 用 \(\dif\theta\) 表达,
可先转化为 \(\dif x = \dfrac{\dif(x^2)}{2x}\),再进行代换,微分中就没有开方运算了。

笨笨 发表于 2023-3-25 13:03:11

gxqcn 发表于 2023-3-25 10:32
一点小技巧:将 \(\dif x\) 用 \(\dif\theta\) 表达,
可先转化为 \(\dif x = \dfrac{\dif(x^2)}{2x}\), ...

谢谢前辈指导,请看楼上第二张图片我的疑问
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