$$$\frac{k \sin{\left(\frac{x}{k} \right)}}{x}$$$ 對 $$$x$$$ 的積分
相關計算器: 定積分與廣義積分計算器
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求$$$\int \frac{k \sin{\left(\frac{x}{k} \right)}}{x}\, dx$$$。
解答
套用常數倍法則 $$$\int c f{\left(x \right)}\, dx = c \int f{\left(x \right)}\, dx$$$,使用 $$$c=k$$$ 與 $$$f{\left(x \right)} = \frac{\sin{\left(\frac{x}{k} \right)}}{x}$$$:
$${\color{red}{\int{\frac{k \sin{\left(\frac{x}{k} \right)}}{x} d x}}} = {\color{red}{k \int{\frac{\sin{\left(\frac{x}{k} \right)}}{x} d x}}}$$
令 $$$u=\frac{x}{k}$$$。
則 $$$du=\left(\frac{x}{k}\right)^{\prime }dx = \frac{dx}{k}$$$ (步驟見»),並可得 $$$dx = k du$$$。
因此,
$$k {\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(\frac{x}{k} \right)}}{x} d x}}} = k {\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(u \right)}}{u} d u}}}$$
此積分(正弦積分)不存在閉式表示:
$$k {\color{red}{\int{\frac{\sin{\left(u \right)}}{u} d u}}} = k {\color{red}{\operatorname{Si}{\left(u \right)}}}$$
回顧一下 $$$u=\frac{x}{k}$$$:
$$k \operatorname{Si}{\left({\color{red}{u}} \right)} = k \operatorname{Si}{\left({\color{red}{\frac{x}{k}}} \right)}$$
因此,
$$\int{\frac{k \sin{\left(\frac{x}{k} \right)}}{x} d x} = k \operatorname{Si}{\left(\frac{x}{k} \right)}$$
加上積分常數:
$$\int{\frac{k \sin{\left(\frac{x}{k} \right)}}{x} d x} = k \operatorname{Si}{\left(\frac{x}{k} \right)}+C$$
答案
$$$\int \frac{k \sin{\left(\frac{x}{k} \right)}}{x}\, dx = k \operatorname{Si}{\left(\frac{x}{k} \right)} + C$$$A