∫e^(-x^2)dx=√π,用二重积分怎么证明有助于回答者给出准确的答案

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/17 02:56:24
∫e^(-x^2)dx=√π,用二重积分怎么证明有助于回答者给出准确的答案
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∫e^(-x^2)dx=√π,用二重积分怎么证明
有助于回答者给出准确的答案

∫e^(-x^2)dx=√π,用二重积分怎么证明有助于回答者给出准确的答案
∫e^(-x^2)dx=∫e^(-y^2)dy
而∫e^(-x^2)dx*∫e^(-y^2)dy
=∫∫e^(-y^2)*e^(-x^2)dxdy
=∫∫e^(-x^2-y^2)dxdy
然后是用极坐标换元,x=rcosa,y=rsina r属于[0,无穷大),a属于[0,2π]
=∫∫re^(-r^2)drda (r属于[0,无穷大),a属于[0,2π])
=∫(0,2π)da*∫re^(-r^2)dr r属于[0,无穷大),
=2π* 1/2*∫e^(-r^2)dr^2 r属于[0,无穷大),
=π* ∫-de^(-r^2) r属于[0,无穷大),
=π*[e^(-0^2)-lime^(-r^2)] r→无穷大
=π*(1-0)

∫e^(-x^2)dx*∫e^(-y^2)dy=π=[∫e^(-x^2)dx]^2
易知∫e^(-x^2)dx>0
所以∫e^(-x^2)dx=√π

积分区域是全空间,略去不写。
(∫e^(-x^2)dx)^2
=(∫e^(-x^2)dx)(∫e^(-y^2)dy)
=∫∫e^(-x^2-y^2)dxdy
做极坐标变换x=rcost,y=rsint带人得
∫∫e^(-r^2)rdrdt (r从0积到正无穷,t从0积到2π)
这个积分可以分离变量,再令z=-r^2即可。