要计算e^(-x²)的傅里叶变换,也就是需要计算下面的积分
最近刚好又用到这个积分,本来懒地自己算,想直接在网上搜一下等于多少,但只搜到了一个结果,而且过程还不大对劲,如下
这个做法把指数项凑成了一个平方项,然后竟然直接套用了实函数e^(-x²)的积分结果(上式最后一个等号是不对的哦)。
显然这是个复变函数的积分,下面就用复变函数的内容做一下,上面的思路有可取的地方,我们把其中一部分再写一遍
如果选择对e^(-z²)进行积分(其中z=x+iy),那为了凑出上面的积分,需要在复平面上使积分回路经过y=ω/2这条直线,最简单的积分回路如下
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红色箭头指示出积分回路的方向,R趋于无穷,先把积分整理一下,把回路分成四段
根据柯西积分定理,上面的回路内没有奇点,所以整个积分等于0,所以
两种做法的结果虽然一样,但还是复变函数算的结果让人更加“放心”。
本文完。