Question Number 163842 by mnjuly1970 last updated on 11/Jan/22
$$ \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:{calculate} \\ $$$$\:\:\:\: \\ $$$$\:\:\Omega\:=\:\int_{\mathrm{0}} ^{\:\mathrm{1}} \left(\frac{\:\:\mathscr{A}{rctanh}\:\left({x}\right)}{{x}^{\:} }\right)^{\:\mathrm{2}} \:{dx}\:=? \\ $$$$\:\:\:\:\:\:\:\:\:−−\:{m}.{n}\:−− \\ $$
Answered by amin96 last updated on 11/Jan/22
$$\boldsymbol{\Omega}=\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{4}}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\mathrm{1}}{\boldsymbol{\mathrm{x}}^{\mathrm{2}} }\boldsymbol{\mathrm{ln}}^{\mathrm{2}} \left(\frac{\mathrm{1}+\boldsymbol{\mathrm{x}}}{\mathrm{1}−\boldsymbol{\mathrm{x}}}\right)\boldsymbol{\mathrm{dx}}\:\overset{\frac{\mathrm{1}−\boldsymbol{\mathrm{x}}}{\mathrm{1}+\boldsymbol{\mathrm{x}}}=\boldsymbol{\mathrm{t}}} {=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\boldsymbol{\mathrm{ln}}^{\mathrm{2}} \left(\boldsymbol{\mathrm{t}}\right)}{\left(\mathrm{1}−\boldsymbol{\mathrm{t}}\right)^{\mathrm{2}} }\overset{\boldsymbol{\mathrm{IBP}}} {=} \\ $$$$\overset{\boldsymbol{\mathrm{IBP}}} {=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\left[\frac{\boldsymbol{\mathrm{t}}}{\mathrm{1}−\boldsymbol{\mathrm{t}}}\boldsymbol{\mathrm{ln}}^{\mathrm{2}} \boldsymbol{\mathrm{t}}\right]_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} −\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\boldsymbol{\mathrm{t}}}{\mathrm{1}−\boldsymbol{\mathrm{t}}}×\frac{\mathrm{2}\boldsymbol{\mathrm{lnt}}}{\boldsymbol{\mathrm{t}}}\boldsymbol{\mathrm{dt}}=−\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\boldsymbol{\mathrm{lnt}}}{\mathrm{1}−\boldsymbol{\mathrm{t}}}\boldsymbol{\mathrm{dt}}\overset{\boldsymbol{\mathrm{t}}=\mathrm{1}−\boldsymbol{\mathrm{t}}} {=} \\ $$$$\overset{\boldsymbol{\mathrm{t}}=\mathrm{1}−\boldsymbol{\mathrm{t}}} {=}−\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \frac{\boldsymbol{\mathrm{ln}}\left(\mathrm{1}−\boldsymbol{\mathrm{t}}\right)}{\boldsymbol{\mathrm{t}}}\boldsymbol{\mathrm{dx}}=\underset{\boldsymbol{\mathrm{n}}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{\boldsymbol{\mathrm{n}}}\int_{\mathrm{0}} ^{\mathrm{1}} \boldsymbol{\mathrm{t}}^{\boldsymbol{\mathrm{n}}−\mathrm{1}} \boldsymbol{\mathrm{dt}}=\underset{\boldsymbol{\mathrm{n}}=\mathrm{1}} {\overset{\infty} {\sum}}\frac{\mathrm{1}}{\boldsymbol{\mathrm{n}}^{\mathrm{2}} }=\boldsymbol{\zeta}\left(\mathrm{2}\right) \\ $$
Commented by mnjuly1970 last updated on 11/Jan/22
$${thanks}\:{alot}\:{sir}\:{amin}\:… \\ $$$${have}\:{a}\:{nice}\:{time} \\ $$