Cómo calcular esta integral impropia ∫∞0e−(ax + b/x)2dx ?
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¿Demasiados anuncios?Tenga en cuenta que
∫∞0e−(ax+bx)2dx=e−4ab∫∞0e−(ax−bx)2dx.
Esto demuestra que basta con considerar la integral del lado derecho. Asociado a esto consideramos una situación más general. Supongamos a>0,b>0 y f es un integrable incluso función. Con la sustitución
x=bat⟹dx=−bat2dt,
obtenemos
∫∞0f(ax−bx)dx=∫∞0bat2f(at−bt)dt.
Así, si denotamos este valor común por I entonces
2aI=∫∞0(a+bx2)f(ax−bx)dx=∫∞−∞f(u)du,
donde utilizamos la sustitución
u=ax−bx,du=(a+bx2)dx.
Por lo tanto, obtenemos la siguiente identidad.
∫∞0f(ax−bx)dx=12a∫∞−∞f(x)dx
Esto nos da
∫∞0e−(ax+bx)2dx=√π2ae−4ab.
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