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瓦力斯公式

瓦里斯公式是關於積分的一種公式,具體形式如下:

對於任意正整數 \( n \),有:
\[ \int_{0}^{\pi/2} \sin^n x \, dx = \frac{n-1}{n} \int_{0}^{\pi/2} \sin^{n-2} x \, dx \]

這個公式可以通過分部積分法推導得出。當 \( n \) 為偶數時,可以進一步簡化得到:

\[ \int_{0}^{\pi/2} \sin^{2k} x \, dx = \frac{2k-1}{2k} \int_{0}^{\pi/2} \sin^{2k-2} x \, dx \]

並且,當 \( n \) 為奇數時,同樣可以簡化得到:

\[ \int_{0}^{\pi/2} \sin^{2k+1} x \, dx = \frac{2k}{2k+1} \int_{0}^{\pi/2} \sin^{2k-1} x \, dx \]

這些積分可以通過遞歸套用瓦里斯公式來計算,最終得到:

\[ \int_{0}^{\pi/2} \sin^{2k} x \, dx = \frac{(2k-1)!!}{(2k)!!} \cdot \frac{\pi}{2} \]

\[ \int_{0}^{\pi/2} \sin^{2k+1} x \, dx = \frac{(2k)!!}{(2k+1)!!} \]

這些結果提供了計算特定積分的一種有效方法,特別是在處理與三角函式相關的積分時。