設積分域為 x ∈(-∞,+∞)
令:F = (-∞,+∞)∫e^(-x²)dx
同樣 F= (-∞,+∞)∫e^(-y²)dy
由於x,y是互不相關的積分變量,因此:
F² = (-∞,+∞)∫e^(-x²)dx * (-∞,+∞)∫e^(-y²)dy
= [D]∫∫e^(-x²)*dx * e^(-y²)*dy
= [D]∫∫e^[-(x²+y²)]*dx *dy
式中積分域D = {(x,y)|x ∈(-∞,+∞),y∈(-∞,+∞)}
對x,y進行極坐標變換,則:
x²+y² = ρ²;dxdy = ρ*dρ*dθ
F² = [D]∫∫e^[-(x²+y²)]*dx *dy
= [0,+∞)[0,2π]∫∫e^(-ρ²) ρ*dρ*dθ
= [0,2π]∫dθ *(0,+∞)∫e^(-ρ²) ρ*dρ
= 2π* 1/2*[0,+∞)*∫e^(-ρ²) *dρ²
= π
因此 F = (-∞,+∞)∫e^(-x²)dx = √π
一個函數,可以存在不定積分,而不存在定積分;也可以存在定積分,而不存在不定積分。一個連續函數,一定存在定積分和不定積分;若只有有限個間斷點,則定積分存在;若有跳躍間斷點,則原函數一定不存在,即不定積分一定不存在。
擴展資料:
定積分定義:設函數f(x) 在區間[a,b]上連續,將區間[a,b]分成n個子區間[x0,x1], (x1,x2], (x2,x3], …, (xn-1,xn],其中x0=a,xn=b。可知各區間的長度依次是:△x1=x1-x0,在每個子區間(xi-1,xi]中任取一點ξi(1,2,...,n),作和式 。
該和式叫做積分和,設λ=max{△x1, △x2, …, △xn}(即λ是最大的區間長度),如果當λ→0時,積分和的極限存在,則這個極限叫做函數f(x) 在區間[a,b]的定積分,記為 ,並稱函數f(x)在區間[a,b]上可積。
其中:a叫做積分下限,b叫做積分上限,區間[a, b]叫做積分區間,函數f(x)叫做被積函數,x叫做積分變量,f(x)dx 叫做被積表達式,∫ 叫做積分號。
之所以稱其為定積分,是因為它積分后得出的值是確定的,是一個常數, 而不是一個函數。
根據上述定義,若函數f(x)在區間[a,b]上可積分,則有n等分的特殊分法:
特別注意,根據上述表達式有,當[a,b]區間恰好為[0,1]區間時,則[0,1]區間積分表達式為:
參考資料:百度百科---定積分