在R上e_-x^2对x积分的结果是多少请给出计算过程注意这不是不定积分而是定积分因此可以求解你可以用到偶函数积分的性质
首先,我们知道$e^{-x^2}$是一个偶函数,因此:
$$\int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2}dx = 2\int_{0}^{\infty} e^{-x^2}dx$$
接下来,我们可以使用高斯积分的方法来求解:
$$\begin{aligned} I &= \int_{0}^{\infty} e^{-x^2}dx \ I^2 &= \left(\int_{0}^{\infty} e^{-x^2}dx\right)\left(\int_{0}^{\infty} e^{-y^2}dy\right) \ &= \int_{0}^{\infty}\int_{0}^{\infty} e^{-(x^2+y^2)}dxdy \ &= \int_{0}^{\frac{\pi}{2}}\int_{0}^{\infty} e^{-r^2}rdrd\theta \quad (\text{极坐标变换}) \ &= \frac{\pi}{2}\int_{0}^{\infty} e^{-r^2}rdr \ &= \frac{\pi}{4}\int_{0}^{\infty} e^{-u}du \quad (u=r^2) \ &= \frac{\pi}{4} \end{aligned}$$
因此:
$$I = \sqrt{\frac{\pi}{4}} = \frac{\sqrt{\pi}}{2}$$
所以,$$\int_{-\infty}^{\infty} e^{-x^2}dx = 2\int_{0}^{\infty} e^{-x^2}dx = 2I = \sqrt{\pi}$$
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