質問<1064>2003/1/12
from=あき
「定積分の問題」


もう一問わからない問題があるんです。
理解したいので、できるだけ分かりやすいお返事いただきたいです。
お願いします。

∫ -∞→∞ eの(-x2乗) dx です。

かなり読みにくいです。
eのマイナスエックス2乗です。
 お願いします。


お便り2003/1/13
from=juin


S=Integral(exp(-x^2))dx*Integral(exp(-y^2))dy
=Integral(exp(-x^2-y^2))dxdy
x=r*cos(t),y=r*sin(t) then dxdy=rdrdt
S=Integral(exp(-r^2)r)drdt=Pi
Then S=Sqrt(Pi)


お返事2003/1/14
from=武田



ガンマ関数の次の公式から求めると便利である。
α、m、nは正の定数とすると、
 
m=0、α=1、n=2より、
 ………(答)

お便り2003/1/14
from=phaos


留数を用いる方法もある。
与式^2 = ∫_(-∞)^∞ e^(-x^2) dx ∫_(-∞)^∞ e^(-y^2) dy
= ∫∫_(R^2) e^(-(x^2 + y^2)) dxdy … 極座標に変換
= ∫∫_(R^2) e^ (-r^2) rdrdθ
= [θ]_0^(2π)[-e^(-r^2)/2]_0^∞ = π.
だから
∫_(-∞)^∞ e^(-x^2) dx = √π.


お便り2003/1/21
from=あき


<1064>で質問したあきですが、

Γ(1/2)=√π  
にどうしてなるのかがわからないんです。お願いします。


お返事2003/1/21
from=武田


ガンマ関数の定義は、 です。
  1   ∞ -1/2 -x
Γ(―)=∫ x  e  dx
  2   0

置換積分をする。 とおくと、
 
上のjuinさんとphaosさんの解答にあるように、 より、
 となる。
しかし、この展開は、「卵か鶏か」の論理になるので、
公式として を覚えているときに使ってください。
ふつうはガンマ関数を使わないで、解いた方がよいですね。