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第2390题:高斯积分1


(注:本题未出完,请先不要做,主要测试二版的题目内链接功能,因第二版题目变化较大,以前用的题目已不固定,改为标题链接)


在前题,约2301题左右,微分方程-非初等积分题目下,提到过高期积分的不定积分形式:


ex2dx\int \mathrm{e}^{-x^2} dx


是非初等积分,不能用初等函数表示,应该称为误差函数的积分形式。


实际上高斯积分指的是函数 ex2\mathrm{e}^{-x^2} 的定积分形式:


+ex2dx\int_{-\infty}^{+\infty} \mathrm{e}^{-x^2} dx


它是有解的,这个积分在概率论、统计学、物理学和工程学中都有广泛应用,它有两个名称:

高斯积分:得名于高斯在研究正态分布时的重要应用。

欧拉-泊松积分:源于欧拉和泊松各自独立算出了0(e)x2 \int_0^{\infty} \mathrm(e)^{-x^2} 的积分结果 π2\dfrac{\sqrt{\pi}}{2}





注:误差函数(Error function)


erf(x)=2π0x(e)t2dxerf(x)=\dfrac{2}{\sqrt{\pi}} \int_0^x \mathrm(e)^{-t^2}dx


所以

 

ex2dx=\int \mathrm{e}^{-x^2} dx= π2erf(x)+C\dfrac{\sqrt{\pi}}{2} erf(x)+C


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