By Euler's integral of the first kind in terms of Gamma functions:
$\int_0^{\pi/2} \sin^p x \cos^q x\,dx = \frac{\Gamma\left(\frac{p+1}{2}\right)\Gamma\left(\frac{q+1}{2}\right)}{2\Gamma\left(\frac{p+q+2}{2}\right)}$.
Setting $p = n$ and $q = 0$:
$\int_0^{\pi/2} \sin^n x\,dx = \frac{\Gamma\left(\frac{n+1}{2}\right)\Gamma\left(\frac{1}{2}\right)}{2\Gamma\left(\frac{n+2}{2}\right)}$.
Since $\Gamma(1/2) = \sqrt{\pi}$, this simplifies to:
$\frac{\Gamma\left(\frac{n+1}{2}\right)}{\Gamma\left(\frac{n+2}{2}\right)} \frac{\sqrt{\pi}}{2}$.
Detailed analysis of options:
- $\frac{\Gamma\left(\frac{n+1}{2}\right)}{\Gamma\left(\frac{n+2}{2}\right)}\frac{\sqrt{\pi}}{2}$ is the exact formula.
- Has $n/2$ and $(n+1)/2$ instead of $(n+1)/2$ and $(n+2)/2$.
- Inverts the ratio of Gamma arguments.
- Uses integer arguments $n$ and $n+1$.
गामा और बीटा फलनों के संबंध से मानक समाकल सूत्र:
$\int_0^{\pi/2} \sin^p x \cos^q x\,dx = \frac{\Gamma\left(\frac{p+1}{2}\right)\Gamma\left(\frac{q+1}{2}\right)}{2\Gamma\left(\frac{p+q+2}{2}\right)}$.
यहाँ $p = n$ तथा $q = 0$ रखने पर:
$\int_0^{\pi/2} \sin^n x\,dx = \frac{\Gamma\left(\frac{n+1}{2}\right)\Gamma\left(\frac{1}{2}\right)}{2\Gamma\left(\frac{n+2}{2}\right)}$.
चूँकि $\Gamma(1/2) = \sqrt{\pi}$ होता है, अतः व्यंजक:
$\frac{\Gamma\left(\frac{n+1}{2}\right)}{\Gamma\left(\frac{n+2}{2}\right)}\frac{\sqrt{\pi}}{2}$.
विकल्पों का विस्तृत विश्लेषण:
- $\frac{\Gamma\left(\frac{n+1}{2}\right)}{\Gamma\left(\frac{n+2}{2}\right)}\frac{\sqrt{\pi}}{2}$ सही उत्तर है।
- गलत कोणांक (arguments) हैं।
- अनुपात व्युत्क्रम है।
- गलत है।