忘却の微分方程式(78) 反復練習41、無限区間における異常積分(広義積分)Maxima

Joseph Halfmoon

前回が「有限区間」であったので今回は「無限区間」で異常積分に取り組むこととあいなりました。自分じゃまったく解ける気がいたしませぬ。例によって「準備」とか「整理」とかに手間かかるのでしょ、と思っていたら一撃。ただ式を入力するだけでお答えが求まってしまうと。Maxima様は無限はお得意?

※「忘却の微分方程式」投稿順 index はこちら

※数学のお勉強のための以下の教科書(参考書、問題集?)の例題をMaximaの練習に使わせていただいております。

弱点克服 大学生の微積分 江川著 東京図書

遥かなるかな太古の時代、大学生のときにこういう御本が欲しかったデス。

※以下のMaxima/wxMaximaバージョンで実習させていただいております。

    • Maxima 5.46.0
    • wxMaxima 22.04.0
無限を表すシンボル

Maximaにおいて無限を表す定数シンボルは以下のように決まってます。

    1. inf
    2. infinity
    3. minf

この件、以下のMaxima日本語マニュアルページの5.3 Constantsに記載されています。

5. Data Types and Structures

上記の区別については数学素人が多くを語りますまい。今回使用するのは、「実数の正の無限大」である inf であります。入力では inf ですが 出力に現れるときは ∞ の記号になります。

最初の例題

定積分区間の上限に ∞ の記号が見えるだけでできる気がしないのですが、実際には一撃です。こんな感じ。

Ex41_1

なんの事前準備も、積分後の式の整理もなし。お答え求まってしまいましたな。まあ、xがデカくなると急速に0に近づくことは見てとれるのでMaxima様におかれましては赤子の手をひねるようなものか。

なお%eはMaximaにおける自然対数の底の定数シンボルであります。

次の例題

お次は三角関数入ってますが大丈夫か。

Ex41_2

これまた一撃。まあこれにも %e^-xが入っているからな。。。

3つめの例題

ちょっとは何かあるかと思いつつ、波乱もなく、これまた一撃。

Ex41_3

たまにはこういうお楽な回があっても嬉しいけれど、盛り上がりに欠けるぞなもし。

忘却の微分方程式(77) 反復練習40、有限区間における異常積分(広義積分)Maxima へ戻る

忘却の微分方程式(79) 反復練習42、ベータ関数に帰着する定積分の例題、Maxima へ進む