$$$\cos{\left(\omega t^{2} \right)}$$$ 关于$$$t$$$的积分

求$$$\int \cos{\left(\omega t^{2} \right)}\, dt$$$。

设$$$u=\sqrt{\omega} t$$$。

则$$$du=\left(\sqrt{\omega} t\right)^{\prime }dt = \sqrt{\omega} dt$$$ (步骤见»)，并有$$$dt = \frac{du}{\sqrt{\omega}}$$$。

该积分可以改写为

$${\color{red}{\int{\cos{\left(\omega t^{2} \right)} d t}}} = {\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u^{2} \right)}}{\sqrt{\omega}} d u}}}$$

对 $$$c=\frac{1}{\sqrt{\omega}}$$$ 和 $$$f{\left(u \right)} = \cos{\left(u^{2} \right)}$$$ 应用常数倍法则 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$：

$${\color{red}{\int{\frac{\cos{\left(u^{2} \right)}}{\sqrt{\omega}} d u}}} = {\color{red}{\frac{\int{\cos{\left(u^{2} \right)} d u}}{\sqrt{\omega}}}}$$

该积分（菲涅耳余弦积分）没有闭式表达式：

$$\frac{{\color{red}{\int{\cos{\left(u^{2} \right)} d u}}}}{\sqrt{\omega}} = \frac{{\color{red}{\left(\frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{2} u}{\sqrt{\pi}}\right)}{2}\right)}}}{\sqrt{\omega}}$$

回忆一下 $$$u=\sqrt{\omega} t$$$:

$$\frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{2} {\color{red}{u}}}{\sqrt{\pi}}\right)}{2 \sqrt{\omega}} = \frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{2} {\color{red}{\sqrt{\omega} t}}}{\sqrt{\pi}}\right)}{2 \sqrt{\omega}}$$

因此，

$$\int{\cos{\left(\omega t^{2} \right)} d t} = \frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{2} \sqrt{\omega} t}{\sqrt{\pi}}\right)}{2 \sqrt{\omega}}$$

加上积分常数：

$$\int{\cos{\left(\omega t^{2} \right)} d t} = \frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{2} \sqrt{\omega} t}{\sqrt{\pi}}\right)}{2 \sqrt{\omega}}+C$$

$$$\int \cos{\left(\omega t^{2} \right)}\, dt = \frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi} C\left(\frac{\sqrt{2} \sqrt{\omega} t}{\sqrt{\pi}}\right)}{2 \sqrt{\omega}} + C$$$A