求x乘以e的2x方的不定积分
时间: 2023-06-29 08:18:55 浏览: 218
求解定积分
我们可以用分部积分法来求解这个不定积分。
令 $u = x$,$dv = e^{2x^2}dx$,则 $du = dx$,$v = \frac{1}{2\sqrt{2}}\sqrt{\pi}\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x)$,其中 $\operatorname{erfi}(x)$ 表示复误差函数。
根据分部积分公式,有:
$$\int x e^{2x^2} dx = \frac{1}{2\sqrt{2}}\sqrt{\pi}x\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x) - \int \frac{1}{2\sqrt{2}}\sqrt{\pi}\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x) dx$$
对于 $\int \frac{1}{2\sqrt{2}}\sqrt{\pi}\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x) dx$,我们令 $\sqrt{2}x = t$,则有 $dx = \frac{dt}{\sqrt{2}}$,原式变为:
$$\int \frac{1}{2\sqrt{2}}\sqrt{\pi}\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x) dx = \frac{1}{4}\sqrt{\pi}\operatorname{erfi}(t) + C'$$
其中 $C'$ 为常数。
回代得:
$$\begin{aligned}\int x e^{2x^2} dx &= \frac{1}{2\sqrt{2}}\sqrt{\pi}x\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x) - \int \frac{1}{2\sqrt{2}}\sqrt{\pi}\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x) dx\\ &= \frac{1}{2\sqrt{2}}\sqrt{\pi}x\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x) - \frac{1}{4}\sqrt{\pi}\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x) + C\\ &= \frac{1}{4}\sqrt{\pi}\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x) + \frac{\sqrt{2}}{4}x e^{2x^2} + C\end{aligned}$$
其中 $C = C' - \frac{1}{4}\sqrt{\pi}\operatorname{erfi}(0)$ 为常数。
因此,$x e^{2x^2}$ 的不定积分为:$\frac{1}{4}\sqrt{\pi}\operatorname{erfi}(\sqrt{2}x) + \frac{\sqrt{2}}{4}x e^{2x^2} + C$。
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