Question Number 106899 by abdomathmax last updated on 07/Aug/20
$$\mathrm{calculate}\:\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\:\frac{\mathrm{tsin}\left(\mathrm{2t}\right)}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} +\mathrm{4}}\:\mathrm{dt} \\ $$
Answered by mathmax by abdo last updated on 08/Aug/20
$$\mathrm{A}\:=\int_{\mathrm{0}} ^{\infty} \:\frac{\mathrm{t}\:\mathrm{sin}\left(\mathrm{2t}\right)}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{4}}\mathrm{dt}\:\Rightarrow\mathrm{2A}\:=\int_{−\infty} ^{+\infty} \:\frac{\mathrm{tsin}\left(\mathrm{2t}\right)}{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{4}}\mathrm{dt} \\ $$$$=\mathrm{Im}\left(\int_{−\infty} ^{+\infty} \:\frac{\mathrm{t}\:\mathrm{e}^{\mathrm{2it}} }{\mathrm{t}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{4}}\mathrm{dt}\right)\:\:\mathrm{let}\:\varphi\left(\mathrm{z}\right)\:=\frac{\mathrm{z}\:\mathrm{e}^{\mathrm{2iz}} }{\mathrm{z}^{\mathrm{2}} \:+\mathrm{4}}\:\Rightarrow\varphi\left(\mathrm{z}\right)\:=\frac{\mathrm{z}\:\mathrm{e}^{\mathrm{2iz}} }{\left(\mathrm{z}−\mathrm{2i}\right)\left(\mathrm{z}+\mathrm{2i}\right)} \\ $$$$\int_{−\infty} ^{+\infty} \:\varphi\left(\mathrm{z}\right)\mathrm{dz}\:=\mathrm{2i}\pi\:\mathrm{Res}\left(\varphi\:,\mathrm{2i}\right)\:=\mathrm{2i}\pi×\frac{\mathrm{2ie}^{\mathrm{2i}\left(\mathrm{2i}\right)} }{\mathrm{4i}}\:=\mathrm{i}\pi\:\mathrm{e}^{−\mathrm{4}} \:\Rightarrow \\ $$$$\mathrm{2A}\:=\pi\mathrm{e}^{−\mathrm{4}} \:\Rightarrow\:\mathrm{A}\:=\frac{\pi}{\mathrm{2}}\:\mathrm{e}^{−\mathrm{4}} \: \\ $$