$$$\sin{\left(\pi x^{2} \right)}$$$ 的積分

此計算器將求出 $$$\sin{\left(\pi x^{2} \right)}$$$ 的不定積分(原函數),並顯示步驟。

相關計算器: 定積分與廣義積分計算器

請不要使用任何微分符號,例如 $$$dx$$$$$$dy$$$ 等。
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$$$\int \sin{\left(\pi x^{2} \right)}\, dx$$$

解答

$$$u=\sqrt{\pi} x$$$

$$$du=\left(\sqrt{\pi} x\right)^{\prime }dx = \sqrt{\pi} dx$$$ (步驟見»),並可得 $$$dx = \frac{du}{\sqrt{\pi}}$$$

所以,

$${\color{red}{\int{\sin{\left(\pi x^{2} \right)} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(u^{2} \right)}}{\sqrt{\pi}} d u}}}$$

套用常數倍法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$,使用 $$$c=\frac{1}{\sqrt{\pi}}$$$$$$f{\left(u \right)} = \sin{\left(u^{2} \right)}$$$

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

此積分(菲涅耳正弦積分)不存在閉式表示:

$$\frac{{\color{red}{\int{\sin{\left(u^{2} \right)} d u}}}}{\sqrt{\pi}} = \frac{{\color{red}{\left(\frac{\sqrt{2} \sqrt{\pi} S\left(\frac{\sqrt{2} u}{\sqrt{\pi}}\right)}{2}\right)}}}{\sqrt{\pi}}$$

回顧一下 $$$u=\sqrt{\pi} x$$$

$$\frac{\sqrt{2} S\left(\frac{\sqrt{2} {\color{red}{u}}}{\sqrt{\pi}}\right)}{2} = \frac{\sqrt{2} S\left(\frac{\sqrt{2} {\color{red}{\sqrt{\pi} x}}}{\sqrt{\pi}}\right)}{2}$$

因此,

$$\int{\sin{\left(\pi x^{2} \right)} d x} = \frac{\sqrt{2} S\left(\sqrt{2} x\right)}{2}$$

加上積分常數:

$$\int{\sin{\left(\pi x^{2} \right)} d x} = \frac{\sqrt{2} S\left(\sqrt{2} x\right)}{2}+C$$

答案

$$$\int \sin{\left(\pi x^{2} \right)}\, dx = \frac{\sqrt{2} S\left(\sqrt{2} x\right)}{2} + C$$$A


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