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


В этом разделе нельзя создавать новые темы.



Начать новую тему Ответить на тему
 
 Помогите решить интеграл
Сообщение27.04.2015, 13:33 


28/12/11
8
Доброго времени суток!
Есть слудующий интеграл:
\operatorname{Re}\left [
\frac{2}{j}\int_{0}^{l}{\frac{e^{-jk{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}}}}{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}} \sin(k(l-z)) dz}+
\frac{2}{j}\int_{0}^{l}{\frac{e^{-jk{\sqrt{a^2+{(z+l)}^2}}}}{\sqrt{a^2+{(z+l)}^2}} \sin(k(z-l)) dz}
+\frac{2}{j}\int_{0}^{l}{\frac{e^{-jk{\sqrt{a^2+z^2}}}}{\sqrt{a^2+z^2}} \sin(k(z-l)) dz}  \right ]
Он имеет следующее решение:
2[C+\ln(2kl)-Ci(2kl)]+\cos(2kl)[C+\ln(kl)+Ci(4kl)-2Ci(2kl)]+\sin(2kl)[Si(4kl)-2Si(2kl)]
C-постоянная Эйлера, k,l,a-константы
Si(x)=\int_{0}^{x}{\frac{\sin(x)}{x} dx} - интегральный синус
Ci(x)=-\int_{x}^{\infty}{\frac{\cos(x)}{x} dx} - интегральный косинус

Пытаемся решать:
1) Запихиваем j в экспаненту:
\operatorname{Re}\left [
2\int_{0}^{l}{\frac{e^{-jk{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}}}}{e^{j\frac{\pi}{2}}\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}} \sin(k(l-z)) dz}\right ]=\operatorname{Re}\left [
2\int_{0}^{l}{\frac{e^{-jk{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}-j\frac{\pi}{2}}}}{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}} \sin(k(l-z)) dz}\right ]
2) Берем реальную часть:
2\int_{0}^{l}{\frac{\cos{\left (k{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}+\frac{\pi}{2}}\right )}}{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}} \sin(k(l-z)) dz}
3) Чуть-чуть упрощаем:
=-2\int_{0}^{l}{\frac{\sin{\left (k{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}}\right )}}{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}} \sin(k(l-z)) dz}
4) Чего дальше делать кто б знал, пытался по частям, чтобы ,к примеру, привести к циклическому интегралу, но там только усложняется все:
=-2\int_{0}^{l}{\frac{2k(z-l)\sin{\left (k{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}}\right )}}{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}} \frac{\sin(k(l-z)}{2k(z-l)}) d(z-l)}=\int_{0}^{l}{\frac{2k(z-l)\sin{\left (k{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}}\right )}}{\sqrt{a^2+{(z-l)}^2}} \frac{\sin(k(z-l)}{k(z-l)}) d(z-l)}
Прошу помощи, в каком направлении то копать?

 Профиль  
                  
 
 Re: Помогите решить интеграл
Сообщение01.05.2015, 00:42 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


23/07/08
10910
Crna Gora
Сделать (в каждом из интегралов по-своему) такую замену, чтобы под корнем было $a^2+a^2 t^2$. Вынести $a$ из-под корней. Записать синус в виде разности экспонент. Упростить интегралы. Применить подстановку $t=\frac 1 2(u-\frac 1 u)$. Упрощать, вводить новые упрощающие обозначения для констант. Забыть на время о $Re$ и смело работать с интегралами от комплексных функций.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 2 ] 

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