写在开头:zerorange 太巨了。
题目
求:
\[\int_{-\infty}^{\infty}e^{-x^2}dx \]解
首先发现 \(e^{-x^2}\) 不存在原函数。
令:
\[f(x)=e^{-x^2} \]\[h(x,y)=f(x)\cdot f(y) \]转化一下:
\[h(x,y)=e^{-x^2-y^2}=f(\sqrt{x^2+y^2}) \]考虑先求出这个东西的平方:
\[\iint_{R}h(x,y)\,dx\,dy \]用 \(f(\sqrt{x^2+y^2})\) 带入,考虑枚举半径:
\[\int_{0}^{\infty}2\pi x\cdot f(x)\,dx \]把 \(\pi\) 提到外面:
\[\pi \int_{0}^{\infty}2x\cdot f(x)\,dx \]这时候发现 \(2x\cdot f(x)\) 存在原函数(\(-e^{-x^2}\)),于是这个积分就求出来了:
\[\iint_{R}h(x,y)\,dx\,dy=\pi\left(\left(\lim _{x\to \infty}-e^{-x^2}\right)-\left(\lim _{x\to 0}-e^{-x^2}\right)\right)=\pi \left(0-(-1)\right)=\pi \]于是:
\[\int_{-\infty}^{\infty}e^{-x^2}dx=\sqrt \pi \]一道觉得比较神奇的题,把 \(e\) 和 \(\pi\) 扯上了关系。
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