Yahoo 知識+ 將於 2021 年 5 月 4 日 (美國東岸時間) 停止服務,而 Yahoo 知識+ 網站現已轉為僅限瀏覽模式。其他 Yahoo 資產或服務,或你的 Yahoo 帳戶將不會有任何變更。你可以在此服務中心網頁進一步了解 Yahoo 知識+ 停止服務的事宜,以及了解如何下載你的資料。

天助
Lv 7
天助 發問於 科學數學 · 1 十年前

[工程數學]兩題積分(研究所入學考題)

1. 求 sin(x^2)/x^2的積分,積分範圍為所有實數(R)

2. 求 cos(mx)/(x^2+x+1)的積分,積分範圍為R

更新:

sin(x^2)與(sinx)^2不相同!

本題被積分函數是sin(x^2)/x^2, 不是(sinx/ x)^2

3 個解答

評分
  • 1 十年前
    最愛解答

    第一題:√(2π)

    第二題:2πcos(m/2) exp(-√3 |m|/2) /√3

    明天有空再寫

    2009-12-24 11:29:59 補充:

    Q1:

    1. 原積分=2∫[0~∞] sin(x^2)/x^2 dx (by parts)

    =4∫[0~∞] cos(x^2) dx

    =√(2π)

    此積分求法請參考:

    http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qi...

    or http://tw.group.knowledge.yahoo.com/math-etm/artic...

    Q2: (設m>=0)

    ∫[-∞~∞] cos(mx)/(x^2+x+1) dx (配方,平移)

    =∫[-∞~∞] cos[m(x- 1/2)] /(x^2 + w^2) dx ( w^2 = 3/4, w>0)

    =∫[-∞,∞] [cos(mx)cos(m/2)+sin(mx)sin(m/2)]/(x^2+w^2) dx

    = cos(m/2)∫[-∞~∞] cos(mx)/(x^2+w^2) dx (奇函數的積分=0)

    = cos(m/2)∫[-∞~∞] exp(imx)/(x^2+w^2) dx 的實數部分

    (counter integral 上半平面)

    = cos(m/2)*2πi*[Residue of exp(imx)/(x^2+w^2) at x=wi ]

    = cos(m/2)*2πi* exp(-mw)/(-2wi)

    =2πcos(m/2) exp(-√3 m/2) /√3

    註:

    若m<0, 則求cos(m/2)∫[-∞~∞] exp(-imx)/(x^2+w^2) dx 的實部

    得2πcos(m/2) exp(√3 m/2) /√3

    故Q2 Ans=2πcos(m/2) exp(-√3 |m|/2) /√3

    2009-12-24 11:32:18 補充:

    更正:倒數第6行為= cos(m/2)*2πi* exp(-mw)/(2wi) (差一個負號)

  • 天助
    Lv 7
    1 十年前

    先說謝謝,也請保重,祝早日康復!

  • 1 十年前

    1. 2 pi

    You can use the complex variable to help you solve the proble.

    The other way is to show integration of sin(x^2)/x^2 on R is the same as the integration of sinx /x on R.

    The proof is following

    \int sin(x^2)/x^2 dx = -sin(x^2)/x + \int (2/x)* sinx cos x dx (integration by part)

    first terb will equal 0 when put x= -oo and oo

    2sinx cos x = sin 2x

    so second tern will be \int (sin 2x ) /x dx

    and you do change variable this definitely = \int sin x /x

    2009-12-17 04:16:16 補充:

    consider \int e^2iz / z^2 dz on upper semi big circle dig of the semi circle around origin

    e^2iz = 1+ 2iz + 4i^2z^2 /2

    residue will be coefficient of 1/z so will be 2iz / z^2 .tern.

    the Res(e^2iz / z^2 ; 0 ) = 2i

    2 pi i * 2i = -4 pi

    but only semi circle so, the answer is 2 pi.

還有問題嗎?立即提問即可得到解答。