定積分の漸化式   関連問題


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  と表されるような数列の漸化式を考えます。
積分を数列として捉えることにより、見通しがよくなることがあります。

例
1.  ()
の漸化式を作るために、部分積分法で積分します。

 
 
 
 
 
∴
()


より、としていくと、
nが偶数のとき、
分子に奇数が並び、分母に偶数が並びます。
,,,
のようになります。

nが奇数のとき、
分子に偶数が並び、分母に奇数が並びます。
,,,
のようになります。
また、より、

が成り立ちます。
という形に積分は入試ではよく見る形なので、上記のの結果は暗記しておくと便利です。

例
2.  ()

 
 
第
1項の積分は、とおく(置換積分を参照)ことにより、 ∴
x
:のとき、u:

第
2項の積分はと表せます。
∴
()

例3.  ()
を微分、を積分に回して、部分積分します。

 
∴


例4.  ()
とみなして、1を積分、を微分に回して、部分積分します。

 
 
∴


例5.  (,)
を微分、を積分に回して、部分積分します。

 
 
∴

この漸化式をくり返し使うことにより、

  
(分数の積が出てきますが、各分数で分子と分母の和がになることに注意)
 
ところで、
∴

この分子はです。分母は、をで割ったものになります。従って、
 
(組み合わせを参照)

例6.  (,)
と見て、を微分、を積分に回して、部分積分します。

 
 
 
 
 
∴

∴
例1.は、これのの場合に相当します。
同様に、と見て、を微分、を積分に回して、部分積分すると、

が得られます。

m,nがともに偶数の場合に、これを繰り返して用いると、 (例1.参照)より、

 
 
例えば、



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