关于主值积分$\mathcal P \int_0^\infty \frac{x \tanh x}{a^2-x^2} \mathrm dx$的求解疑问($a\equiv\dfrac{\hbar\omega}{2k_BT}$)
嗨各位大佬!我马上要开始读凝聚态理论物理的硕士了,最近提前啃研究要用的论文时,碰到了这么一个主值积分:
$$\mathcal P \frac1\pi {\LARGE \int}_0^\infty \frac{\omega' \tanh \left(\dfrac{\hbar\omega'}{2k_BT}\right)}{\omega2-\omega'2} \mathrm d\omega'$$
论文里给出的结果是:
$$
\begin{align}
& \mathcal P \frac1\pi {\LARGE \int}_0^\infty \frac{\omega' \tanh \left(\dfrac{\hbar\omega'}{2k_BT}\right)}{\omega2-\omega'2} \mathrm d\omega'
\[2mm] = & \ \mathrm{Re}\Psi \left(\frac12+\frac{\hbar\omega}{2\pi ik_BT}\right)- \ln\left(\frac{\hbar\omega}{k_BT}\right)
\end{align}
$$
为了简化问题,我把$\dfrac{\hbar\omega}{2k_BT}$记作$a$,这样积分就可以写成$\mathcal P \int_0^\infty \frac{x \tanh x}{a2-x2} \mathrm dx$的形式,和标题里的一致。
我自己参考过类似积分的推导思路,已经能算出含Digamma函数(Ψ函数)的那部分了,但最后得到的对数项和论文里的不一样,现在有点卡壳。有没有大佬能帮忙理清一下这个对数项的差异问题呀?
备注:内容来源于stack exchange,提问作者Roy Prishkulnik

