In=∫02πsinnxdx=∫02πcosnxdx=⎩⎨⎧n!!(n−1)!!⋅2πn!!(n−1)!!,n为偶数,n为奇数
证明:
In=−∫02πsinn−1xd(cosx)=−sinn−1xcosx∣02π+∫02πcosxd(sinn−1x)=(n−1)∫02πcos2xsinn−2xdx=(n−1)∫02π(1−sin2x)sinn−2xdx=(n−1)(In−2−In)⟹In=nn−1In−2 (n≥2)
推论: 因为 sinx∈[0,1], 故 I2k+1≤I2k≤I2k−1,
(2k+1)!!(2k)!!≤(2k)!!(2k−1)!!⋅2π≤(2k−1)!!(2k−2)!!1≤[(2k)!!(2k−1)!!]2⋅(2k+1)⋅2π≤2k2k+1
因为 limk→∞2k2k+1=1 由夹逼定理得:
k→∞lim[(2k−1)!!(2k)!!]22k+11=2π