Integral von $$$\sin{\left(\pi x^{2} \right)}$$$
Verwandter Rechner: Rechner für bestimmte und uneigentliche Integrale
Ihre Eingabe
Bestimme $$$\int \sin{\left(\pi x^{2} \right)}\, dx$$$.
Lösung
Sei $$$u=\sqrt{\pi} x$$$.
Dann $$$du=\left(\sqrt{\pi} x\right)^{\prime }dx = \sqrt{\pi} dx$$$ (die Schritte sind » zu sehen), und es gilt $$$dx = \frac{du}{\sqrt{\pi}}$$$.
Das Integral wird zu
$${\color{red}{\int{\sin{\left(\pi x^{2} \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(u^{2} \right)}}{\sqrt{\pi}} d u}}}$$
Wende die Konstantenfaktorregel $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ mit $$$c=\frac{1}{\sqrt{\pi}}$$$ und $$$f{\left(u \right)} = \sin{\left(u^{2} \right)}$$$ an:
$${\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(u^{2} \right)}}{\sqrt{\pi}} d u}}} = {\color{red}{\frac{\int{\sin{\left(u^{2} \right)} d u}}{\sqrt{\pi}}}}$$
Dieses Integral (Fresnelsches Sinusintegral) besitzt keine geschlossene Form:
$$\frac{{\color{red}{\int{\sin{\left(u^{2} \right)} d u}}}}{\sqrt{\pi}} = \frac{{\color{red}{\left(\frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi} S\left(\frac{\sqrt{2} u}{\sqrt{\pi}}\right)}{2}\right)}}}{\sqrt{\pi}}$$
Zur Erinnerung: $$$u=\sqrt{\pi} x$$$:
$$\frac{\sqrt{2} S\left(\frac{\sqrt{2} {\color{red}{u}}}{\sqrt{\pi}}\right)}{2} = \frac{\sqrt{2} S\left(\frac{\sqrt{2} {\color{red}{\sqrt{\pi} x}}}{\sqrt{\pi}}\right)}{2}$$
Daher,
$$\int{\sin{\left(\pi x^{2} \right)} d x} = \frac{\sqrt{2} S\left(\sqrt{2} x\right)}{2}$$
Fügen Sie die Integrationskonstante hinzu:
$$\int{\sin{\left(\pi x^{2} \right)} d x} = \frac{\sqrt{2} S\left(\sqrt{2} x\right)}{2}+C$$
Antwort
$$$\int \sin{\left(\pi x^{2} \right)}\, dx = \frac{\sqrt{2} S\left(\sqrt{2} x\right)}{2} + C$$$A