(1)
左辺=α1∫02π{sin(αx+wt)+sin(αx−wt)}dx=α1∫02π2sin(αx)⋅cos(wt)dx=α2cos(wt)∫02πsin(αx)dx
=f(α)cos(wt)=右辺
これより
f(α)=α2∫02πsin(αx)dx=α2⋅α1[−cos(αx)]02π=α22(−cos(2απ)+cos0)=α22(1−cos(2απ))
(2)
limα→0f(x)=limα→0α22(1−cos(2απ))=limα→0α22⋅2⋅sin24απ=limα→0(α2sin(4απ))2
4απ=β
とおくと
=limβ→0(2βπsinβ)2=limβ→04π2(βsinβ)2=4π2