Skip to content
CalcGospel 微積分福音
返回

94 台灣大學微積分(B) 第 6 題

考題 / 轉學考微積分 / 台灣大學 / 微積分B

94學年度 · 94台大微積分B · 第 6 題

題目

6. 求瑕積分

∫−∞∞e−x2 dx。\int_{-\infty}^{\infty}e^{-x^2}\,dx。

解答

解法一

思路

展開
  • 單一高斯積分沒有初等反導函數,先設積分為 II 並平方。
  • 二重積分改用極座標,便可算出 I2I^2。

答題過程

展開

設

I=∫−∞∞e−x2 dx.I=\int_{-\infty}^{\infty}e^{-x^2}\,\mathrm{d}x.

因被積分式為正,平方後可改寫成平面上的二重積分:

I2= ∬R2e−(x2+y2) dA= ∫02π∫0∞e−r2r dr dθ=π.\begin{align*} I^2 =&\,\iint_{\mathbb R^2}e^{-(x^2+y^2)}\,\mathrm{d}A\\[4mm] =&\,\int_0^{2\pi}\int_0^\infty e^{-r^2}r\,\mathrm{d}r\,\mathrm{d}\theta =\pi. \end{align*}

取正值,故

∫−∞∞e−x2 dx=π.\boxed{\int_{-\infty}^{\infty}e^{-x^2}\,\mathrm{d}x=\sqrt\pi}.