(1)
In=∫02πsinnθdθ
θ=2π−t とおくと dθ=−dt θ:0→2π t:2π→0 これから
In=∫2π0−sinn(2π−t)dθ=∫02πsinn(2π−t)dθ=∫02πcosnθdθ
(2)
I2=∫02πsin2θdθ=∫02π21−cos2θdθ=21[θ−21sin2θ]02π=21(2π)=4π
(3)
In+2=∫02πsinn+2θdθ=∫02πsinnθ⋅sin2θdθ=∫02πsinnθ⋅(1−cos2θ)dθ=In−∫02πsinnθ⋅cos2θdθ
ここで ∫sinnθ⋅cosθdθ=n+11sinn+1θ から
In+2=In−[n+11sinn+1θ⋅cosθ]02π+∫02π(n+11sinn+1θ⋅(−sinθ))dθ=In−n+11∫02πsinn+2θdθ
=In−n+11In+2
(1+n+11)In+2=InIn+2=n+2n+1In
(4)
(3)より
In+2=n+2n+1In=n+2n+1(nn−1In−2)=n+2n+1⋅nn−1(n−2n−3In−4)=⋯ となる
I0=∫02πdθ=[θ]02π=2π
I1=∫02πsinθdθ=[−cosθ]02π=1 これより
n が偶数のとき In=nn−1⋅n−2n−3⋯⋯21⋅2π
n が奇数のとき In=nn−1⋅n−2n−3⋯⋯32