2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 16:45 
Прошу помочь решить следующий интеграл:

$$\int\limits_{0}^{\infty}\dfrac{e^{-\alpha r^{2}}}{\sqrt{r^{2}+1}}dr,$$
где $\alpha=const>0, r=\sqrt{x^{2}+y^{2}}$ - полярные координаты.

WolframAlpha выдаёт следующее:
$$\int\limits_{0}^{\infty}\dfrac{e^{-\alpha r^{2}}}{\sqrt{r^{2}+1}}dr=e^{\frac{\alpha}{2}}K_{0}(\dfrac{\alpha}{2}),$$

где $K_{0}(\frac{\alpha}{2})$ - модифицированная функция Бесселя второго рода нулевого порядка(функция Макдональда).

Пробовал решать с помощью ТФКП:
Контур - верхняя полуокружность радиуса $R$ и отрезок $[-R,R]$.
Интеграл на полуокружности равен нулю, остаётся интегрировать по отрезку $[-R,R]$.
$z=i$ - полюс первого порядка. Тогда
$$\int\limits_{0}^{\infty}\dfrac{e^{-\alpha z^{2}}}{\sqrt{z^{2}+1}}dz=\dfrac{1}{2}\int\limits_{-\infty}^{\infty}\dfrac{e^{-\alpha z^{2}}}{\sqrt{z^{2}+1}}dz=2\pi i \text{Res}_{z=i}(\dfrac{e^{-\alpha z^{2}}}{\sqrt{z^{2}+1}})$$
$$\text{Res}_{z=i}(\dfrac{e^{-\alpha z^{2}}}{\sqrt{z^{2}+1}})= \dfrac{e^{\alpha}}{3}$$

Напрягает несоответствие ответов и мнимый результат в случае решения через ТФКП.

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 16:52 
Vladelen1477 в сообщении #1166281 писал(а):
$$\dfrac{1}{2}\int\limits_{-\infty}^{\infty}\dfrac{e^{-\alpha z^{2}}}{\sqrt{z^{2}+1}}dz=2\pi i \operatorname{Res}_{z=i}(\dfrac{e^{-\alpha z^{2}}}{\sqrt{z^{2}+1}})$$

Вот откуда бы?

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:09 
Теорема о вычетах
Или я не прав?

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:13 
У нее условия есть.

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:18 
Аналитичность выполнена.
Особые точки не входят в контур.

Ещё есть условия?

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:20 
Vladelen1477 в сообщении #1166296 писал(а):
Аналитичность выполнена.

Аналитичность где должна быть выполнена?

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:21 
В замкнутой односвязной области

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:23 
Пускай. И кто тут у нас замнут (и односвязен)? да еще и область?

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:26 
Область значений подынтегральной функции.

Хорошо, теперь услышим правильный ответ.

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:32 
Аватара пользователя
Vladelen1477 в сообщении #1166302 писал(а):
Хорошо, теперь услышим правильный ответ.

Напомните нам, вьюноша, жаждущий услышать правду,что такое точка ветвления, и как с ней бороться? :shock:

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:39 
Точка, при обходе которой ф-ция меняет своё значение.
Выход: выбор контура.

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:40 
Аватара пользователя
А нет ли внутри выбранного вами контура точек ветвления у подынтегральной функции?

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:42 
Скорее всего $z=i.$

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:43 
Аватара пользователя
Vladelen1477 в сообщении #1166315 писал(а):
Скорее всего $z=i.$

А, вдруг, это не она? Может, к гадалке сходить, или монетку кинуть? :shock:

 
 
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:44 
Вам виднее.

Тема скатывется в холивар.
Не можете предложить что-то конкретное - прошу не писать.
В моём курсе ТФКП особых критических точек не было(МИФИ). Решал задачу в меру своих (доволнко скудных) знаний.

 
 
 [ Сообщений: 32 ]  На страницу 1, 2, 3  След.


Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group