求
先把積分拆開,不要急著找反導函數。 因式 沒有初等反導函數,所以無論代換或分部積分都注定失敗。既然積分區間對 對稱,就改成拆開處理:
用奇偶性判斷第一部分。 是奇函數; 是偶函數; 也是偶函數。奇 偶 偶為奇,所以整個被積分函數滿足 。在對稱區間上,任何奇函數的積分都是零,因為 上的有向面積剛好抵掉 上的有向面積:
這正是本題的用意——那個看起來很難的項只是誘餌。
認出第二部分是半圓。 曲線 等價於 且 :也就是半徑 的圓的上半部。所以這個積分是幾何面積,不需要去找反導函數:
組合回去。 把半圓面積乘上常數 ,再加上那個消失的奇函數部分:
用數值方法檢查。 在 上用複合辛普森法,完整被積分函數算出 ,而單獨的奇函數部分算出 ,同時印證了精確值 與「奇函數相消」的論證。
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