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


Правила форума


Посмотреть правила форума



Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3  След.
 
 Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 16:45 


05/11/16
14
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.

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 16:52 
Заслуженный участник


09/05/13
8904
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?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:09 


05/11/16
14
Теорема о вычетах
Или я не прав?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:13 
Заслуженный участник


09/05/13
8904
У нее условия есть.

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:18 


05/11/16
14
Аналитичность выполнена.
Особые точки не входят в контур.

Ещё есть условия?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:20 
Заслуженный участник


09/05/13
8904
Vladelen1477 в сообщении #1166296 писал(а):
Аналитичность выполнена.

Аналитичность где должна быть выполнена?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:21 


05/11/16
14
В замкнутой односвязной области

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:23 
Заслуженный участник


09/05/13
8904
Пускай. И кто тут у нас замнут (и односвязен)? да еще и область?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:26 


05/11/16
14
Область значений подынтегральной функции.

Хорошо, теперь услышим правильный ответ.

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:32 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/03/06
13626
Москва
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:

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:39 


05/11/16
14
Точка, при обходе которой ф-ция меняет своё значение.
Выход: выбор контура.

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:40 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/03/06
13626
Москва
А нет ли внутри выбранного вами контура точек ветвления у подынтегральной функции?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:42 


05/11/16
14
Скорее всего $z=i.$

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:43 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/03/06
13626
Москва
Vladelen1477 в сообщении #1166315 писал(а):
Скорее всего $z=i.$

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

 Профиль  
                  
 
 Re: Помочь решить интеграл
Сообщение05.11.2016, 17:44 


05/11/16
14
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.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 32 ]  На страницу 1, 2, 3  След.

Модераторы: Модераторы Математики, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

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