e^(-x^2)原函数的失败求法{本函数为超越函数,没有原函数}

文章详细阐述了一种尝试证明积分∫e^-x^2=√π的过程,涉及原函数的概念和变换技巧,包括变量替换、微积分基本定理的应用。尽管最终因涉及到虚数和Desmos软件的限制未能完全解决,但展示了数学证明中的创新思考。

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先放正确答案
∫ − ∞ + ∞ e − x 2 = π \int _{-\infin} ^{+\infin} e^{-x^{2}}=\sqrt{\pi} +ex2=π
证法有许多 这是选自点我的一个证明方法。
首先要明确这是一个超越函数 求不了原函数
所以以下部分……纯属失败案例




注:原本在desmos上完成的推导,复制时可能会带上一点奇怪的写法。 f ( x ) = ∫ 0 x . . . d . . . f(x)=\int^{x}_{0}...d... f(x)=0x...d...就相当于 f ( x ) = ∫ . . . d x ( 字母替换为 x ) f(x)=\int...dx(字母替换为x) f(x)=...dx(字母替换为x)

纯理论上的原函数是这样的
f ( x ) = ∫ 0 x e − c 2 d c f\left(x\right)=\int_{0}^{x}e^{-c^{2}}dc f(x)=0xec2dc相信不少人会构造一个 g ( x ) = − c 2 , m ( x ) = e x , f ( x ) = m ( g ( x ) ) g(x)=-c^{2},m(x)=e^{x},f(x)=m(g(x)) g(x)=c2,m(x)=ex,f(x)=m(g(x))然后求原函数…
我是令u=g( c )。则原积分需要进行转化
f ( x ) = ∫ 0 − x 2 e u − ( ( x ∣ x ∣ ) − 4 u ) d u f(x)=\int_{0}^{-x^2}\frac{e^{u}}{-\left(\left(\frac{x}{\left|x\right|}\right)\sqrt{-4u}\right)}du f(x)=0x2((xx)4u )eudu
一定有人问我这个分母是怎么得到的?
我只想说,这个算式你能否看懂?
g − 1 ( x ) = − x g^{-1}(x)=\sqrt{-x} g1(x)=x
……这个再看不懂回厂重造吧
然后我们知道du=g’(x)dx,u=g(x)。相应地, d x = d u g ′ ( x ) , x = g − 1 ( u ) dx=\frac{du}{g'(x)}\quad,x=g^{-1}(u) dx=g(x)du,x=g1(u)
g ′ ( x ) = − 2 x g'(x)=-2x g(x)=2x
d u g ′ ( x ) = d u g ′ ( ( x ∣ x ∣ ) g − 1 ( u ) ) \frac{du}{g'(x)}=\frac{du}{g'((\frac{x}{|x|})g^{-1}(u))} g(x)du=g((xx)g1(u))du
有人问了:这个 ( x ∣ x ∣ ) (\frac{x}{|x|}) (xx)什么情况?它有势力有背景是判断x的正负号,因为g(x)会消掉x的正负号。(当然,x不能为0)
那么转化再带入一下: f ( x ) = ∫ 0 − x 2 e u − 2 ( ( x ∣ x ∣ ) − u ) d u f(x)=\int_{0}^{-x^2}\frac{e^{u}}{-2\left(\left(\frac{x}{\left|x\right|}\right)\sqrt{-u}\right)}du f(x)=0x22((xx)u )eudu
如果把2乘到根号里就得出上式了。
这个算式还能再整理一下
f ( x ) = ∫ 0 − x 2 x ∣ x ∣ e u − 2 − u d u f(x)=\int_{0}^{-x^{2}}\frac{x}{|x|}\frac{e^{u}}{-2\sqrt{-u}}du f(x)=0x2xx2u eudu f ( x ) = ∫ 0 − ( x 2 ) x ∣ x ∣ e u − u 2 u d u f(x)=\int_{0}^{-\left(x^{2}\right)}\frac{x}{\left|x\right|}\frac{e^{u}\sqrt{-u}}{2u}du f(x)=0(x2)xx2ueuu du f ( x ) = x ∣ x ∣ ∫ 0 − ( x 2 ) e u − u 2 u d u f(x)=\frac{x}{\left|x\right|}\int_{0}^{-\left(x^{2}\right)}\frac{e^{u}\sqrt{-u}}{2u}du f(x)=xx0(x2)2ueuu du f ( x ) = i x ∣ 2 x ∣ ∫ 0 − ( x 2 ) u − ½ e u d u f(x)=\frac{ix}{\left|2x\right|}\int_{0}^{-\left(x^{2}\right)}u^{-½}e^{u}du f(x)=2xix0(x2)u½eudu
根据 ∫ f ( x ) g ( x ) d x = x f ( x ) g ( x ) − ∫ x f ′ ( x ) g ( x ) d x − ∫ x f ( x ) g ′ ( x ) d x ∫f(x)g(x)dx=xf(x)g(x)-∫xf'(x)g(x)dx-∫xf(x)g'(x)dx f(x)g(x)dx=xf(x)g(x)xf(x)g(x)dxxf(x)g(x)dx
∫ u − ½ e u d u = u ½ e u − ∫ u ( u − ½ ) ′ e u d u − ∫ u ½ e u d u \int u^{-½}e^{u}du=u^{½}e^{u}-\int u(u^{-½})'e^{u}du-\int u^{½}e^{u}du u½eudu=u½euu(u½)euduu½eudu u e u − ∫ ( − 1 2 u ) e u d u − ∫ u e u d u \sqrt{u}e^{u}-\int (-\frac{1}{2\sqrt{u}})e^{u}du-\int \sqrt{u}e^{u}du u eu(2u 1)euduu eudu

……反正我是解不下去了,Desmos也不支持虚数,后面的也没办法验证。
反正我本人想不到更好的方法了……遂告终


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