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Gradshteyn 与 Ryzhik 积分表中一积分的真值

经典分析与常微分方程 2018-01-30 v1

摘要

Victor Moll 指出 Gradshteyn 和 Ryzhik 积分表第六版中条目 3.248.5 是错误的。他数年前询问该积分的真值是多少。我用两个椭圆积分将其求值。该求值虽繁琐但属标准过程,运用了实分析与复分析。我证明 0dx(1+x2)3/2[φ(x)+φ(x)]1/2=312Π(π/2,k,31/2)12F(α,31/2),\int_0^{\infty}\frac{dx}{(1+x^2)^{3/2}[\varphi(x)+\sqrt{\varphi(x)}]^{1/2}}= \frac{\sqrt{3}-1}{\sqrt{2}}\Pi(\pi/2,k,3^{-1/2})-\frac{1}{\sqrt{2}}F(\alpha, 3^{-1/2}), 其中 φ(x)=1+4x2/2(1+x2)2\varphi(x)=1+4x^2/2(1+x^2)^2k=23k=2-\sqrt{3}α=arcsink\alpha=\arcsin\sqrt{k},且 F(φ,k)F(\varphi,k)Π(φ,n2,k)\Pi(\varphi,n^2,k) 分别为第一类与第三类椭圆积分。

关键词

引用

@article{arxiv.1801.09640,
  title  = {True value of an integral in Gradshteyn and Ryzhik's table},
  author = {J. Arias de Reyna},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1801.09640},
  year   = {2018}
}

备注

20 pages, 1 figure