|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
$$$\frac{t^{2} e^{- x^{2}}}{u}$$$ の $$$x$$$ に関する積分
入力内容
$$$\int \frac{t^{2} e^{- x^{2}}}{u}\, dx$$$ を求めよ。
解答
定数倍の法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$ を、$$$c=\frac{t^{2}}{u}$$$ と $$$f{\left(x \right)} = e^{- x^{2}}$$$ に対して適用する:
$${\color{red}{\int{\frac{t^{2} e^{- x^{2}}}{u} d x}}} = {\color{red}{\frac{t^{2} \int{e^{- x^{2}} d x}}{u}}}$$
この積分（誤差関数）には閉形式はありません:
$$\frac{t^{2} {\color{red}{\int{e^{- x^{2}} d x}}}}{u} = \frac{t^{2} {\color{red}{\left(\frac{\sqrt{\pi} \operatorname{erf}{\left(x \right)}}{2}\right)}}}{u}$$
したがって、
$$\int{\frac{t^{2} e^{- x^{2}}}{u} d x} = \frac{\sqrt{\pi} t^{2} \operatorname{erf}{\left(x \right)}}{2 u}$$
積分定数を加える:
$$\int{\frac{t^{2} e^{- x^{2}}}{u} d x} = \frac{\sqrt{\pi} t^{2} \operatorname{erf}{\left(x \right)}}{2 u}+C$$
解答
$$$\int \frac{t^{2} e^{- x^{2}}}{u}\, dx = \frac{\sqrt{\pi} t^{2} \operatorname{erf}{\left(x \right)}}{2 u} + C$$$A