
具体回答如下:
原式=∫e^(-x^2)dx
=∫∫e^(-x^2-y^2) dxdy
=∫∫e^(-r^2) rdrdα
=(∫e^(-r^2) rdr)(∫dα)
=π∫e^(-r^2) dr^2
=π(1-e^(-r^2) |r->+∝
=π
∵ ∫∫e^(-x^2-y^2) dxdy
=(∫e^(-x^2)dx)(∫e^(-y^2)dy)
=(∫e^(-x^2)dx)^2
∴∫e^(-x^2)dx=√π
不定积分的意义:
一个函数,可以存在不定积分,而不存在定积分,也可以存在定积分,而没有不定积分。连续函数,一定存在定积分和不定积分。
若在有限区间[a,b]上只有有限个间断点且函数有界,则定积分存在;若有跳跃、可去、无穷间断点,则原函数一定不存在,即不定积分一定不存在。
e的n次方积分公式:∫(0,π/2)[cos(x)]^ndx=∫(0,π/2)[sin(x)]^ndx=(n-1)/n(n-3)/(n-2)。
先对x的n次方积分,后面托个积分号里面是对e的-x次方的积分加上,对e的-x次方积分,后面托个积分号里面是对x的n次方的积分,把一个积分分成两步来积。∫(e^x)²dx=∫(e^x)d(e^x)=(e^x)²/2+C=[e^(2x)]/2+C。
一个数的零次方
任何非零数的0次方都等于1。
通常代表3次方。
5的3次方是125,即5×5×5=125。
5的2次方是25,即5×5=25。
5的1次方是5,即5×1=5。
e^xsinx的不定积分为e^x(sinx-cosx)/2+C。
解:∫e^xsinxdx
=∫sinxd(e^x)
=e^xsinx-∫e^xd(sinx)
=e^xsinx-∫e^xcosxdx
=e^xsinx-∫cosxd(e^x)
=e^xsinx-e^xcosx+∫e^xd(cosx)
=e^xsinx-e^xcosx-∫e^xsinxdx
那么可得,2∫e^xsinxdx=e^xsinx-e^xcosx
所以∫e^xsinxdx=e^x(sinx-cosx)/2+C
解释
根据牛顿-莱布尼茨公式,许多函数的定积分的计算就可以简便地通过求不定积分来进行。这里要注意不定积分与定积分之间的关系:定积分是一个数,而不定积分是一个表达式,它们仅仅是数学上有一个计算关系。一个函数,可以存在不定积分,而不存在定积分,也可以存在定积分,而没有不定积分。连续函数,一定存在定积分和不定积分。
这个结果不是初等函数。
下面很简单说明这不是初等函数的原因。
令t=1/x,则x=1/t,
dx
=
d(1/t)
=
-1/(t^2)dt
原不定积分=
∫
e^t
(-1/(t^2))
dt
=
-
∫
e^t/t^2
dt
根据分部积分法
∫
udv
=
uv
-
∫
vdu,得
∫
1/t^2
d(e^t)
=-
∫
1/t^2
d(e^t)
=
e^t/t^2
-
∫
e^t
d(1/t^2)
=
e^t/t^2
-
∫
e^t
(-1/(t^3))
dt
=e^t/t^2
+
∫
e^t
/t^3
dt
因此
原不定积分
=
-
∫
1/t^2
d(e^t)=
-(e^t/t^2
+
∫
e^t
/t^3
dt)
又可以继续对∫
e^t
/t^3
dt进行分部积分,如此不断,直至无穷。
事实上把
∫
e^t/t^2
dt
中的t的指数改成1后,∫
e^t/t
dt
同样可以进行如上的分部积分。
因此∫
e^t/t
dt
是一个无穷级数,∫
e^t/t
dt
=
e^t/t
+
e^t/t^2
+
e^t/t^3
+
(直觉上具有这种无穷级数形式的就不是初等函数了~~~)
用Risch算法可以说明e^t/t的原函数不是任何初等函数的组合,不是初等函数。
对∫
e^t/t
dt
分部积分得:
∫
e^t/t
dt
=
e^t/t
+
∫
e^t
/t^2
dt
因此∫
e^t
/t^2
dt
=
∫
e^t/t
dt
-
e^t/t
既然∫
e^t/t
dt
不是初等函数,那么它减去一个初等函数后也不是初等函数
因此∫
e^t
/t^2
dt
也不是初等函数
因此原不等积分
∫
e^(1/x)
dx
=
∫
e^t
/t^2
dt
=
∫
e^t/t
dt
-
e^t/t
=
∫
e^t/t
dt
-
xe^(1/x)
也不是初等函数
其中,∫
(负无穷到x)
e^t/t
dt
常用
Ei
(x)表示,只能用初等函数(例如多项式)逼近
设你所要求的积分为A,
令 B= ∫ e^(-x^2)dx 积分区间为负无穷到正无穷,
又 B= ∫ e^(-y^2)dy 积分区间为负无穷到正无穷
被积函数e^(-x^2)在正负无穷上偶函数,所以A=B/2
B^2= (∫ e^(-x^2)dx)(∫ e^(-y^2)dy) = ∫ ∫ e^(-(x^2+y^2))dx dy
将上述积分化到极坐标中,x^2+y^2=r^2
∫ ∫ e^(-(x^2+y^2))dx dy = ∫ ∫ r e^(-r^2)dr dθ r从0到正无穷,θ从0到2π
= ∫ 1/2 dθ θ从0到2π
= π
所以B=√π
所以你要求的原积分就是 B/2 = √π /2
当然,你要是知道B= ∫ e^(-x^2)dx 这个积分是泊松积分,而泊松积分的值就等于√π的话,
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