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反復積分に関するコーシーの公式 : ウィキペディア日本語版
反復積分に関するコーシーの公式
フランス数学者コーシーの名にちなむ反復積分に関するコーシーの公式()は、''n''回の不定積分を一度の積分にまとめる公式である。
==実数の場合==
''f'' を実軸上の連続関数とする。このとき、''a''を基点とする''f'' の''n''回繰り返し積分
:f^(x) = \int_a^x \int_a^ \cdots \int_a^ f(\sigma_) \, \mathrm\sigma_ \cdots \, \mathrm\sigma_2 \, \mathrm\sigma_1,
は、次の単一の積分にまとめられる。
:f^(x) = \frac \int_a^x\left(x-t\right)^ f(t)\,\mathrmt.
証明は数学的帰納法による。''f'' は連続なので、''n=1''のときは微分積分学の基本定理より、
:\frac f^(x) = \frac\int_a^x f(t)\,\mathrmt = f(x);
ここで、
:f^(a) = \int_a^a f(t)\,\mathrmt = 0.
今、''n''のとき主張が正しいと仮定し、''n+1''のときも主張が成立することを示そう。帰納法の仮定を適用し、積分の順序を入れ替えて、
:
\begin
f^(x) &= \int_a^x \int_a^ \cdots \int_a^ f(\sigma_) \, \mathrm\sigma_ \cdots \, \mathrm\sigma_2 \, \mathrm\sigma_1 \\
&= \frac \int_a^x \int_a^\left(\sigma_1-t\right)^ f(t)\,\mathrmt\,\mathrm\sigma_1 \\
&= \frac \int_a^x \int_t^x\left(\sigma_1-t\right)^ f(t)\,\mathrm\sigma_1\,\mathrmt \\
&= \frac \int_a^x \left(x-t\right)^n f(t)\,\mathrmt
\end

よって、主張は示された。

抄文引用元・出典: フリー百科事典『 ウィキペディア(Wikipedia)
ウィキペディアで「反復積分に関するコーシーの公式」の詳細全文を読む



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