หัวข้อ: Calculus Marathon (2)
ดูหนึ่งข้อความ
  #35  
Old 15 กุมภาพันธ์ 2007, 21:08
passer-by passer-by ไม่อยู่ในระบบ
ผู้พิทักษ์กฎทั่วไป
 
วันที่สมัครสมาชิก: 11 เมษายน 2005
ข้อความ: 1,442
passer-by is on a distinguished road
Post

ก่อนอื่นต้องขอบคุณน้อง Mastermander สำหรับ correction ของข้อ 76 ครับ

ส่วนคำตอบคุณ M@gpie ตกเลข 2 ไป ตามสูตรที่น้อง Mastermander ลงไว้ครับ (ว่าแต่น้อง Mastermander กะจะ take ทั้ง Laplace transform และ fourier transform ให้เป็นก่อนเข้าปี 1 เลยหรือครับเนี่ย )

อืมมม...จริงๆแล้ว ผมก็ไม่ได้กะให้เล่นอาวุธสำเร็จรูปอย่าง Fourier transform หรอกครับ

สงสัยคุณ M@gpie คงกำลังดำดิ่งอยู่ในห้วงของ Lebesgue integration จึงใช้วิธีนี้ เพราะ fourier transform จะ work properly กับ Lebesgue integration ครับ

มาดูวิธีแบบค่อนข้าง soft กันบ้าง

Define $ f(t) = \int_0^{\infty} e^{-x^2}\cos(xt) \,\, dx $

Differentiate under integral sign, then we have

$ f '(t) = -\int_0^{\infty} xe^{-x^2}\sin(xt) \,\, dx $

Integrate by parts $ (u= \sin(xt) \,\, dv= xe^{-x^2} dx) $ and we get

$ f '(t) = -\frac{t}{2}\int_0^{\infty} e^{-x^2}\cos(xt) \,\, dx =-\frac{t}{2}f(t) $

Observe that $ f(0)= \int_0^{\infty} e^{-x^2} \,\, dx =\frac{\sqrt{\pi}}{2} $

Now we have simple linear ODE order 1 with initial condition.

After solving, we get $ f(t)=\frac{\sqrt{\pi}}{2}e^{\frac{-t^2}{4}} $ And substitute $ t=1$
,we have got the solution !

NOTE : $ f(t) $ and $ f'(t) $ are both valid by M-test for uniform convergence of integral,that is, $$ \mid e^{-x^2}\cos(xt) \mid \leq e^{-x^2} \,\,\text{and} \int_0^{\infty} e^{-x^2} \,\, dx \,\,\text{converges} $$ $$ \mid xe^{-x^2}\sin(xt) \mid \leq xe^{-x^2} \,\, \text{and} \int_0^{\infty} xe^{-x^2} \,\, dx \,\, \text{converges}$$

ตรง Note ผมแค่เสริมเข้าไปให้วิธีทำมัน complete ครับ ถ้าใครอ่านแล้วงง ก็ลองเปิดตำรา Maths มหาวิทยาลัยแล้วกันนะครับ
__________________
เกษียณตัวเอง ปลายมิถุนายน 2557 แต่จะกลับมาเป็นครั้งคราว
ตอบพร้อมอ้างอิงข้อความนี้