计算二重积分$\int\limits_{-\infty}^{+\infty}\int\limits_{0}^{+\infty}\exp{-\frac{\lambda\mu^2c}{2}}d\lambda d\mu$,其中$\lambda>0,-\infty<\mu<+\infty,c$为常数
时间: 2023-07-28 07:11:25 浏览: 134
要计算二重积分∫∫exp{-λμ^2c/2} dλ dμ,其中λ>0,-\infty<μ<+\infty,c为常数,我们可以使用极坐标变换来化简该积分。
首先,我们进行变量替换,令 x = λμ,y = μ,即 λ = x/μ,dλ = dx/μ。根据变量替换,我们可以将原始积分转化为极坐标下的积分形式。
积分的范围:
-∞ < μ < +∞
0 < λ < +∞
转化为极坐标下的范围:
0 < r < +∞
0 < θ < 2π
变换后的积分变为:
∫∫exp{-x^2c/2} (1/μ) dx dμ
然后,我们可以交换积分次序,并将积分范围分离开来:
∫0^{2π} ∫0^{+∞} exp{-r^2c/2} (1/μ) r dr dθ
内层积分∫exp{-r^2c/2} r dr可以使用高斯积分公式进行计算:
∫exp{-r^2c/2} r dr = -(1/c) * exp{-r^2c/2} |_{0}^{+∞} = -(1/c) * (0 - 1) = 1/c
将结果代入原式,得到内层积分的结果:
∫0^{2π} (1/c) (1/μ) dθ
对于这个积分,我们可以将常数提取出来,并且积分范围是θ的全区间,所以结果为:
(1/c) * (1/μ) * ∫0^{2π} dθ = (2π/c) * (1/μ)
因此,原始的二重积分结果为:
∫∫exp{-λμ^2c/2} dλ dμ = ∫0^{+∞} (2π/c) * (1/μ) dμ
这个积分可以求解为:
∫0^{+∞} (2π/c) * (1/μ) dμ = (2π/c) * ln(μ)|_{0}^{+∞} = +∞
所以,二重积分∫∫exp{-λμ^2c/2} dλ dμ 的结果为正无穷。
阅读全文