(Ⅰ)记Ω(R)={(x,y)|x2+y2≤R2},I(R)=e-(x2+y2)dxdy,求I(R); (Ⅱ)证明:∫-∞+∞e-x2dx=

admin2018-06-27  10

问题 (Ⅰ)记Ω(R)={(x,y)|x2+y2≤R2},I(R)=e-(x2+y2)dxdy,求I(R);
(Ⅱ)证明:∫-∞+∞e-x2dx=

选项

答案(Ⅰ)首先用极坐标变换求出I(R),然后求极限[*]I(R). 作极坐标变换x=rcosθ,y=rsinθ得 I(R)=∫0dθ∫0Re-r2rdr=2π([*]e-r2)|0R=π(1-e-R2). 因此,[*] (Ⅱ)因为e-x2在(-∞,+∞)可积,则∫-∞+∞e-x2dx=[*]∫-RRe-x2dx. 通过求∫-RRe-x2dx再求极限的方法行不通,因为∫e-x2dx积不出来(不是初等函数).但可以估计这个积分值.为了利用[*]e-(x2+y2)dxdy,我们仍把一元函数的积分问题转化为二元函数的重积分问题. (∫-RRe-x2dx)=∫-RRe-x2dx∫-RRe-y2dy=[*]e-(x2+y2)dxdy. 其中D(R)={(x,y)||x|≤R,|y|≤R}.显然I(R)≤[*]e-(x2+y2)dxdy≤[*], 又[*],于是 [*](∫-RRe-x2dx)2=(∫-∞+∞e-x2dx)2=π.

解析
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