zuijianqiugen 发表于 2014-6-1 21:52:47

一个广义定积分的求值证明

本帖最后由 zuijianqiugen 于 2014-6-2 06:17 编辑

(一)一个广义定积分的值:

          A=∫(0,∞)[(2x)-1-(1+x)-1]dx=0(若用原函数求之,为不定型)

(二)普西函数的狄利克莱公式:

          ψ(z)=∫(0,∞)-1e-x-x-1(1+x)-z]dx(ReZ>0)

令z=1得

         欧拉常数γ=-ψ(1)=(-1)∫(0,∞)-1e-x-x-1(1+x)-1]dx
            
                        =∫(0,∞)[(2x)-1-x-1e-x]dx+∫(0,∞)-1(1+x)-1-(2x)-1]dx
                        
                        =γ+∫(0,∞)[(2x)-1-(1+x)-1]dx

所以   A=∫(0,∞)[(2x)-1-(1+x)-1]dx=0      得证

(三)欧拉常数γ=∫(0,∞)[(2x)-1-x-1e-x]dx的证明:(Γ函数证法)

         (1)(ε→+0)[Γ(ε)-1/ε]=-γ、   (ε→+0)[Γ(-ε)+1/ε]=-γ

         (2)(ε→+0)[Γ(ε)+Γ(-ε)]=-2γ

         (3)(ε→+0)[Γ(ε)+Γ(-ε)]=(ε→+0)[∫(0,∞)xε-1e-xdx+∫(0,∞)x-ε-1(e-x-1)dx]
      
                                                 =∫(0,∞)(2x-1e-x-x-1)dx

                                                 =-2γ

         (4)γ=∫(0,∞)[(2x)-1-x-1e-x]dx


注:①还有“黎曼ζ函数证法”,参见http://zuijianqiugen.blog.163.com/blog/static/1265240622013921109818/

         ②用此法求之,相当于不定型的洛比塔法则。

         ③特悬赏十个金币,欢迎挑毛病。对脑子有毛病的人除外。

zuijianqiugen 发表于 2014-6-1 23:25:52

用此法求之,相当于不定型的洛比塔法则。

zuijianqiugen 发表于 2014-6-1 23:43:29

(三)哪里不对 ?望指正出来,我虚心接受,再进行修正。

zuijianqiugen 发表于 2014-6-1 23:45:33

(三)(3)哪里不对 ?望指正出来,我虚心接受,再进行修正。

wayne 发表于 2014-6-2 00:30:50

你再核查一下,应该输写错误吧

wayne 发表于 2014-6-2 00:42:37

no.结论不正确。而且你还没改过来

zuijianqiugen 发表于 2014-6-2 05:57:50

特悬赏十个金币,欢迎挑毛病。对脑子有毛病的人除外。

wayne 发表于 2014-6-2 07:51:30

(ε→+0)[Γ(ε)+Γ(-ε)]=(ε→+0)[∫(0,∞)xε-1e-xdx+∫(0,∞)x-ε-1(e-x-1)dx]

这个从哪弄来的:
\[\Gamma(-z)=\int_0^{\infty } \left(e^{-x}-1\right) x^{-z-1} \, dx\]

wayne 发表于 2014-6-2 08:11:34

额, 上面的积分式子好像是成立的,我昨晚在平板上看,没见过这式子,以为你敲错了.

关键有问题的地方应该是1/ε 在ε -> 0处极限不存在。你这样直接“偷偷的抹掉”是不行的吧
得按+0和-0分别讨论

zuijianqiugen 发表于 2014-6-2 08:52:41

本帖最后由 zuijianqiugen 于 2014-6-2 09:32 编辑

wayne 发表于 2014-6-2 07:51
这个从哪弄来的:
\[\Gamma(-z)=\int_0^{\infty } \left(e^{-x}-1\right) x^{-z-1} \, dx\]

(1)这是《解析数论》、《特殊函数》中的一道练习题;
(2)在互联网上一时还找不到可供查阅的《解析数论》和《特殊函数》,可参见http://zuijianqiugen.blog.163.com/blog/static/1265240622011312101146555/
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