4 votos

Evaluar integral con exponente

Cómo evaluar la integralidad:

$$\int^\infty_0e^{-\tfrac{At^2}{t+1}}~dt , \quad A>0$$

1 votos

No creo que sea posible con estos limites de integracion. si el limite inferior fuera -1 lo intentaria...

1 votos

Ni siquiera la antiderivada parece fácil de conseguir.

1 votos

¿Intentaste representar a $e^{-\frac{At^2}{t+1}}$ como series y luego intercambiar la integral y la suma?

2voto

fcop Puntos 2891

$\int_0^\infty e^{-\frac{At^2}{t+1}}~dt$

$=\int_1^\infty e^{-\frac{A(t-1)^2}{t}}~d(t-1)$

$=\int_1^\infty e^{-\frac{A(t^2-2t+1)}{t}}~dt$

$=e^{2A}\int_1^\infty e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt$

Considere $\int_0^\infty e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt=2K_1(2A)$ ,

$$ \begin{align} \int_0^1e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt+\int_1^\infty e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt&=2K_1(2A)\\ \int_\infty^1e^{-A\left(\frac{1}{t}+t\right)}~d\left(\dfrac{1}{t}\right)+\int_1^\infty e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt&=2K_1(2A)\\ \int_1^\infty\dfrac{1}{t^2}e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt+\int_1^\infty e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt&=2K_1(2A)\\ 2\int_1^\infty e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt+\int_1^\infty\left(\dfrac{1}{t^2}-1\right)e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt&=2K_1(2A)\\ 2\int_1^\infty e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt+\left[\dfrac{e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}}{A}\right]_1^\infty&=2K_1(2A)\\ 2\int_1^\infty e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt-\dfrac{e^{-2A}}{A}&=2K_1(2A)\\ \int_1^\infty e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt&=K_1(2A)+\dfrac{e^{-2A}}{2A}\\ e^{2A}\int_1^\infty e^{-A\left(t+\frac{1}{t}\right)}~dt&=e^{2A}K_1(2A)+\dfrac{1}{2A}\\ \end{align} $$

i-Ciencias.com

I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.

Powered by:

X