这是一个比较典型的高斯函数的积分形式,可以通过换元法求解。

令u = x^2,du/dx = 2x,dx = du/(2x)

将x^2乘e^(-x^2)替换为u乘e^(-u),得到:

∫x^2乘e^(-x^2) dx = ∫u乘e^(-u) du/(2x)

再将分母中的x替换为根号u,得到:

∫x^2乘e^(-x^2) dx = ∫(u^(1/2)乘e^(-u)) du/2

这个积分可以用分部积分法求解:

令f(u) = u^(1/2),g'(u) = e^(-u),则:

f'(u) = 1/(2u^(1/2)),g(u) = -e^(-u)

∫(u^(1/2)乘e^(-u)) du/2 = (-u^(1/2)乘e^(-u))/2 - ∫(-1/(2u^(1/2))乘(-e^(-u))) du/2

化简得:

∫x^2乘e^(-x^2) dx = (-x^2乘e^(-x^2))/2 - ∫e^(-x^2)/2 dx

后面这个积分没有一个直接的解法,因此可以将它表示为高斯积分形式:

∫e^(-x^2)/2 dx = (根号π)/2 * erf(x/根号2)

其中erf(x)是误差函数,没有一个简单的表达式,因此只能通过数值计算来求解。最终得到:

∫x^2乘e^(-x^2) dx = (-x^2乘e^(-x^2))/2 - (根号π)/4 * erf(x/根号2) + C

其中C是积分常数

x^2乘e^-x^2的积分怎么求

原文地址: https://www.cveoy.top/t/topic/hpjK 著作权归作者所有。请勿转载和采集!

免费AI点我,无需注册和登录