$$$e^{3 x^{2}}$$$ 的積分
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求$$$\int e^{3 x^{2}}\, dx$$$。
解答
令 $$$u=\sqrt{3} x$$$。
則 $$$du=\left(\sqrt{3} x\right)^{\prime }dx = \sqrt{3} dx$$$ (步驟見»),並可得 $$$dx = \frac{\sqrt{3} du}{3}$$$。
因此,
$${\color{red}{\int{e^{3 x^{2}} d x}}} = {\color{red}{\int{\frac{\sqrt{3} e^{u^{2}}}{3} d u}}}$$
套用常數倍法則 $$$\int c f{\left(u \right)}\, du = c \int f{\left(u \right)}\, du$$$,使用 $$$c=\frac{\sqrt{3}}{3}$$$ 與 $$$f{\left(u \right)} = e^{u^{2}}$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{\sqrt{3} e^{u^{2}}}{3} d u}}} = {\color{red}{\left(\frac{\sqrt{3} \int{e^{u^{2}} d u}}{3}\right)}}$$
此積分(虛誤差函數)不存在閉式表示:
$$\frac{\sqrt{3} {\color{red}{\int{e^{u^{2}} d u}}}}{3} = \frac{\sqrt{3} {\color{red}{\left(\frac{\sqrt{\pi} \operatorname{erfi}{\left(u \right)}}{2}\right)}}}{3}$$
回顧一下 $$$u=\sqrt{3} x$$$:
$$\frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} \operatorname{erfi}{\left({\color{red}{u}} \right)}}{6} = \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} \operatorname{erfi}{\left({\color{red}{\sqrt{3} x}} \right)}}{6}$$
因此,
$$\int{e^{3 x^{2}} d x} = \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} \operatorname{erfi}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{6}$$
加上積分常數:
$$\int{e^{3 x^{2}} d x} = \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} \operatorname{erfi}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{6}+C$$
答案
$$$\int e^{3 x^{2}}\, dx = \frac{\sqrt{3} \sqrt{\pi} \operatorname{erfi}{\left(\sqrt{3} x \right)}}{6} + C$$$A