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積分の問題です。

∫[0,∞]exp(-x^2cos2a)cos(x^2sin2a)dx ただし、0<a<π/4 の求め方を教えてください。

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noname#199771
noname#199771
回答No.3

#1の補足について。 ご指摘の通り、転記ミスです。失礼いたしました。 年のため差し替えたものを添付します。 ------------------------------------------------- 図の赤い部分の経路をγとして f(z)=e^(-(z^2)e^(-2ia)) とおくと、 fが正則だからコーシーの積分定理より 0=∫[γ]f(z)dz=I+J+K ここで I=∫[x=0~R]e^((-x^2)(e^(-2ia))dx J=∫[θ=0~a]e^(-((Re^(iθ))^2)e^(-2ia))Rie^(iθ)dθ K=∫[r=R~0]e^(-(re^(ia)^2)e^(-2ia))e^(ia)dr I→∫f(x)dx J→0(R→∞) K→-((√π)/2)e^(ia) です。 Jの評価は少し工夫が入りますので考えてみてください。 ∫[0,∞]exp(-x^2cos2a)cos(x^2sin2a)dx =ReI に気づけば終了。

NRTHDK
質問者

お礼

ありがとうございました。

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その他の回答 (2)

noname#199771
noname#199771
回答No.2

#1の図です。

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noname#199771
noname#199771
回答No.1

図の赤い部分の経路をγとして f(z)=e^((z^2)e^(-2ia)) とおくと、 fが正則だからコーシーの積分定理より 0=∫[γ]f(z)dz=I+J+K ここで I=∫[x=0~R]e^((-x^2)(e^(-2ia))dx J=∫[θ=0~a]e^(((Re^(iθ))^2)e^(-2ia))Rie^(iθ)dθ K=∫[r=R~0]e^(-(re^(ia)^2)e^(-2ia))e^(ia)dr I→∫f(x)dx J→0(R→∞) K→-((√π)/2)e^(ia) です。 Jの評価は少し工夫が入りますので考えてみてください。 ∫[0,∞]exp(-x^2cos2a)cos(x^2sin2a)dx =ReI に気づけば終了。 途中の計算と最後の結果を省略したのでご自分でやってみて、 わからなくなったらやってみたところまで補足に書いてください。 あなたはベテランだから結構できるはず。

NRTHDK
質問者

補足

回答ありがとうございました。質問があります。 f(z)=e^((-z^2)e^(-2ia)) J=∫[θ=0~a]e^(-(Re^(iθ)^2)e^(-2ia))Rie^(iθ)dθ ではないのですか。

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