Integral de $$$e^{- a x^{2}}$$$ con respecto a $$$x$$$
Calculadora relacionada: Calculadora de integrales definidas e impropias
Tu entrada
Halla $$$\int e^{- a x^{2}}\, dx$$$.
Solución
Sea $$$u=\sqrt{a} x$$$.
Entonces $$$du=\left(\sqrt{a} x\right)^{\prime }dx = \sqrt{a} dx$$$ (los pasos pueden verse »), y obtenemos que $$$dx = \frac{du}{\sqrt{a}}$$$.
Entonces,
$${\color{red}{\int{e^{- a x^{2}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{e^{- u^{2}}}{\sqrt{a}} d u}}}$$
Aplica la regla del factor constante $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$ con $$$c=\frac{1}{\sqrt{a}}$$$ y $$$f{\left(u \right)} = e^{- u^{2}}$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{e^{- u^{2}}}{\sqrt{a}} d u}}} = {\color{red}{\frac{\int{e^{- u^{2}} d u}}{\sqrt{a}}}}$$
Esta integral (Función error) no tiene una forma cerrada:
$$\frac{{\color{red}{\int{e^{- u^{2}} d u}}}}{\sqrt{a}} = \frac{{\color{red}{\left(\frac{\sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left(u \right)}}{2}\right)}}}{\sqrt{a}}$$
Recordemos que $$$u=\sqrt{a} x$$$:
$$\frac{\sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left({\color{red}{u}} \right)}}{2 \sqrt{a}} = \frac{\sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left({\color{red}{\sqrt{a} x}} \right)}}{2 \sqrt{a}}$$
Por lo tanto,
$$\int{e^{- a x^{2}} d x} = \frac{\sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{a} x \right)}}{2 \sqrt{a}}$$
Añade la constante de integración:
$$\int{e^{- a x^{2}} d x} = \frac{\sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{a} x \right)}}{2 \sqrt{a}}+C$$
Respuesta
$$$\int e^{- a x^{2}}\, dx = \frac{\sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left(\sqrt{a} x \right)}}{2 \sqrt{a}} + C$$$A