Кіріспе
Гаусс функциясының интегралы, sqrt(π) тең.
The Gaussian integral, also known as the Euler–Poisson integral, is the integral of the Gaussian function over the entire real line. Named after the German mathematician Carl Friedrich Gauss, the integral is
Abraham de Moivre originally discovered this type of integral in 1733, while Gauss published the precise integral in 1809. The integral has a wide range of applications. For example, with a slight change of variables it is used to compute the normalizing constant of the normal distribution. The same integral with finite limits is closely related to both the error function and the cumulative distribution function of the normal distribution. In physics this type of integral appears frequently, for example, in quantum mechanics, to find the probability density of the ground state of the harmonic oscillator. This integral is also used in the path integral formulation, to find the propagator of the harmonic oscillator, and in statistical mechanics, to find its partition function. Although no elementary function exists for the error function, as can be proven by the Risch algorithm, the Gaussian integral can be solved analytically through the methods of multivariable calculus. That is, there is no elementary indefinite integral for
but the definite integral
can be evaluated. The definite integral of an arbitrary Gaussian function is
Гаусс интегралы, сондай-ақ Эйлер-Пуассон интегралы деп те аталады, нақты сан осындағы Гаусс функциясының интегралы болып табылады. Немец математигі Карл Фридрих Гаусс атымен аталған бұл интегралды, Абрахам де Муавр 1733 жылы алғаш рет тапқан, ал Гаусс 1809 жылы нақты интегралды жариялаған. Интегралдың қолданылу саласы өте кең. Мысалы, айнымалыларды сәл өзгерту арқылы, қалыпты таралымның нормалау тұрақтысын есептеу үшін қолданылады. Шектелген шектері бар осы интеграл, қателік функциясымен және қалыпты таралымның жиынтық таралым функциясымен тығыз байланысты. Физикада бұл типтегі интеграл жиі кездеседі, мысалы, кванттық механикада, гармоникалық осциллятордың негізгі күйінің ықтималдық тығыздығын табу үшін. Бұл интеграл сондай-ақ, гармоникалық осциллятордың пропагаторын табу үшін жол интегралдық формулалауда және статистикалық механикада оның бөлу функциясын табуда қолданылады. Қателік функциясы үшін элементарлық функция болмаса да, Риш алгоритмімен дәлелденгендей, Гаусс интегралын көп айнымалылы есептеу әдістері арқылы аналитикалық түрде шешуге болады. Яғни, элементарлық белгісіз интеграл жоқ, бірақ анықталған интегралды есептеуге болады. Кез келген Гаусс функциясының анықталған интегралы:
The Gaussian integral, also known as the Euler–Poisson integral, is the integral of the Gaussian function over the entire real line. Named after the German mathematician Carl Friedrich Gauss, the integral is
Abraham de Moivre originally discovered this type of integral in 1733, while Gauss published the precise integral in 1809. The integral has a wide range of applications. For example, with a slight change of variables it is used to compute the normalizing constant of the normal distribution. The same integral with finite limits is closely related to both the error function and the cumulative distribution function of the normal distribution. In physics this type of integral appears frequently, for example, in quantum mechanics, to find the probability density of the ground state of the harmonic oscillator. This integral is also used in the path integral formulation, to find the propagator of the harmonic oscillator, and in statistical mechanics, to find its partition function. Although no elementary function exists for the error function, as can be proven by the Risch algorithm, the Gaussian integral can be solved analytically through the methods of multivariable calculus. That is, there is no elementary indefinite integral for
but the definite integral
can be evaluated. The definite integral of an arbitrary Gaussian function is
Жоғары реттік көптіктер
Негізгі сызықтық өзгерісті қолдану n айнымалыдағы гомогенді полиномиалдың экспонентасының интегралы тек SL(n) полиномиалдың инварианттарына ғана тәуелді болатынын көрсетеді. Мұндай инварианттардың бірі – дискриминант, оның нөлдері интегралдың ерекшеліктерін көрсетеді. Дегенмен, интеграл басқа инварианттарға да тәуелді болуы мүмкін. Басқа жұп көпмүшелердің экспоненталарын қатарлар арқылы сандық түрде шешуге болады. Конвергенция болмаған жағдайда, оларды формалды есептеулер ретінде қарастыруға болады. Мысалы, төртінші дәрежелі көпмүшенің экспонентасының интегралы үшін шешім келесідей:
zeros of which mark the singularities of the integral. However, the integral may also depend on other invariants. Exponentials of other even polynomials can numerically be solved using series. These may be interpreted as formal calculations when there is no convergence. For example, the solution to the integral of the exponential of a quartic polynomial is
1 = n + p = 0 (mod 2) шарты, себебі −∞-ден 0-ға дейінгі интеграл әр мүшеге (−1)^(n+p)/2 көбейткішін қосады, ал 0-ден +∞-ға дейінгі интеграл әр мүшеге 1/2 көбейткішін қосады. Осындай интегралдар кванттық өріс теориясы сияқты салаларда кездеседі.