18/02/01 22:21:00.46 Uh1pL2rv.net
>>418
1.I=∫(0、∞)exp(-x^2)dx
(※)∫(0、∞)・dy・∫(0、∞)x・exp(-x^2・(1+y^2))・dx
∫(0、∞)x・exp(-x^2・(1+y^2))・dx
=∫(0、∞)(1/2)* exp(-u・(1+y^2))・du (u=x^2, du/dx=2x)
=(1/2)*(1/(1+y^2))*[-exp^(-u)]_u=0 -> ∞
=1/(2*(1+y^2))
よって
(※)∫(0、∞)・dy・∫(0、∞)x・exp(-x^2・(1+y^2))・dx
=(1/2)*∫(0、∞)1/(1+y^2)dy
=(1/2)*[Arctan(y)]_y=0 -> ∞
=(1/2)*(pi/2) (pi=π、念のため)
フビニの定理(の一つ)は、積分の順序の交換を許すものだから
(定理の十分条件が成り立っていることはちゃんと確認すること)、
(※)=∫(0、∞)・dx・∫(0、∞)x・exp(-x^2・(1+y^2))・dy
でもある、これを計算すると、
∫(0、∞)x・exp(-x^2・(1+y^2))・dy
=(x*exp(-x^2)) * ∫(0、∞)exp(-(x^2)*(y^2))・dy
=(x*exp(-x^2))*∫(0、∞)(1/x)*exp(-v^2)・dv (v=x*y, dv/dy =x)
=exp(-x^2)*∫(0、∞)exp(-v^2)・dv
=exp(-x^2)* I (積分変数に何の文字を使っても同じ)
だから、
(※)=∫(0、∞)・dx・exp(-x^2)・I
= I^2
よって I^2 = pi/4 ∴I=(√pi)/2
こんな感じで 2. も考えてみてください