为什么∫e^(- at^2) dt=√(π/ a)

发布网友 发布时间:2024-10-23 21:10

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热心网友 时间:2024-11-10 02:42

首先积分只有在a>0时有意义

由于对称性:

从负无穷到正无穷对e^-at^2

=2从0到正无穷对e^-at^2

=2∫e^(-at^2)dt

[∫e^(-at^2)dt]^2

=∫e^(-ax^2)dx∫e^(-ay^2)dy

=∫∫e^(-a(x^2+y^2))dxdy

利用极坐标:

x=rcosb,y=rsinb

原积分:

=∫[0,2π]db∫[0,+∞]e^(-ar^2)rdr

=(π/a)∫[0,+∞]e^(-ar^2)d(ar^2)

=(π/a)[-e^(-ar^2)]|[0,+∞]

=π/a

所以:

∫e^(-at^2)dt=√(π/a)

从负无穷到正无穷对e^-at^2

=2√(π/a)

扩展资料:

首先我们说明一下这里使用积分的符号:

表示f(x,y)在曲线L上的第一型曲线积分。

首先看第一型曲线积分形式的高斯积分:

设L是一条曲线,r是这曲线一点到L外一点A(e,m)的连接向量,n是曲线这一点的法向量,(r,n)表示r与n向量的夹角,则积分为:d

高斯积分的几何意义就是:g是从点A所能看到曲线L的角的度量。

设(x,n)是x轴正方向与n的夹角,(x,r)是x轴正方向与r的夹角,则(r,n)=(x,n)-(x,r)

所以:cos(r,n)=cos(x,n)cos(x,r)+sin(x,n)sin(x,r)

=((x-e)cos(x,n)/|r|+(y-m)sin(x,n)/|r|

代入高斯积分:g=∫[L]((y-m)sin(x,n)/(|r|2)+(x-e)cos(x,n)/(|r|2))ds

化成第二型曲线积分:g=±∫[L]((y-m)/(|r|2)dx-(x-e)/(|r|2)dy)±表示法线n的两个方向。

此方程满足积分路径无关的条件,假如L是一条闭曲线,A在L外部,那么g=0,如果A在内部,根据挖奇点法,积分结果为2π。

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