Re: [分析] 哪邊可以找到這式我所需的證明

看板Math作者 (不屈不撓)時間6年前 (2019/04/15 10:42), 6年前編輯推噓0(002)
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※ 引述《llrabel (不屈不撓)》之銘言: : ※ 引述《keyesleo (以前曾經很帥)》之銘言: : : e^(-X)^2對x從負無窮到正無窮的積分為pi^1/2 : : 想問 : : 若為求 e^a(-X-k)^2 對x從負無窮到正無窮的積分 : : 而其中a和k為複數 : : 則如何證明其值為(pi/a)^1/2 : : 我不知道如何說明解的形式與當a和k為實數時相同 : : 謝謝 : 接著,如果 Re(a)>0,我們可以用同樣的想法把 a 變成 1,但複雜得多, : 只提幾個重點: po完前一篇以後,我又想了一下,才發現其實用積分平方, 然後做極坐標變換的那個技巧,就可以省去把 a 變成 1 這一步。 我本來以為最後還是得做這件事,但其實不用,因為牽涉到的變換都是實數的。 說明如下。 假設已經把 k 變不見,因此現在要求 e^(-aX^2) 從負無窮積到正無窮。 把這個積分稱為 I,則 I^2 = ∫∫ e^(-a(X^2+Y^2)) dxdy (這裡跟下面的 ∫ 範圍都是負無窮到正無窮) 注意,實變數複值函數 (也就是從 R^n 打到 C 的函數), 它的積分其實只是把實部跟虛部分別積分 因此對上面的積分做極坐標變換,根本與複變無關(註1) 如果有疑慮,其實你可以把 e^(-a(X^2+Y^2)) 寫開成實部跟虛部, 分別做極坐標變換,再合併回來,應該就明白了 總之,得到 I^2 = 2pi∫e^(-ar^2)rdr 下一步變換 u=r^2 仍然只是實數的變換,然後就變成 I^2 = pi∫e^(-au)du 最後這個 e^(-au) 就可以直接積分得到 (-1/a)e^(-au) (如果連這一步都有疑慮,一樣把它寫開成實部跟虛部分別做 (比較複雜一點), 再合併回來,就會知道真的是這樣) 最後要把 1/a 開根號的時候有點不一樣 上一篇用複變的做法,在過程中我們已經取 a^(1/2) 的實部大於 0 改成上面的做法,變成要另外判斷,不過也很顯然 因為原來的積分顯然實部大於 0 (我們假設 Re(a)>0) 因此最後要開方 a^(1/2) 也是取實部大於 0 的那一個 【註1】嚴格來說,可以做極坐標變換,要確定 e^(-a(X^2+Y^2)) 是絕對可積 也就是說加了絕對值仍然可積 (這是為了用 Fubini 定理,細節在實分析中會學到)。 就是在這一步我們需要 Re(a)>0。因此上面直接操作負無窮到正無窮的積分, 對 Re(a) = 0 的情形是不嚴謹的,因此才有 D 大連結的那個回答, 教我們如何用逼近的方式處理 Re(a)=0 的情形。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 140.116.90.233 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Math/M.1555296160.A.2C5.html ※ 編輯: llrabel (140.116.90.233), 04/15/2019 10:44:39 ※ 編輯: llrabel (140.116.90.233), 04/15/2019 10:45:26

04/15 16:12, 6年前 , 1F
您寫的非常仔細,我會好好揣摩一下
04/15 16:12, 1F

04/16 14:43, 6年前 , 2F
有空再看,覺得有過不去的地方再討論
04/16 14:43, 2F
※ 編輯: llrabel (140.116.90.199), 04/16/2019 14:45:00
文章代碼(AID): #1Si--WB5 (Math)
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