数学新发现:你知道(-1)^x的不定积分等于多少吗?

这是一个有趣的积分问题,大家很少接触,因为这需要你灵活的数学技巧,一般的方法是无效的

需要运用欧拉公式将其转换到复数领域,如下图,因为e^iπ=-1,

2π为一个周期,所以我们得到

我们将上式带入到(-1)^x模式下,如下图所示

所以就转换成复数下的定积分问题:

根据简单的积分原理,我们快速得到如下结论

将1和0带入这个复数公式,就得到

所以(-1)^x的定积分就是,但在这里我们还没有结束,可以继续化简

因为e(iπ)=-1,所以就有如下结论

最终得到(-1)^x的定积分就是2i/π

​首先我们必须明白定积分是有几何意义的,要求被积函数在区间内是连续的,这个被积函数明显不连续,是无法积分的,至于跟复数联系起来,本人不便评论,但认为不妥

这是复变函数的积分,(-1)^x是复指数函数。

a^x在实函数定义中,实数a>0,即(-1)^x无定义。

哈哈!都是欧拉惹的祸,复数域指数函数,积分公式是否成立的奇点问题,不连续不可积。

学高数起码应知道是在实数范围中讨论的,因此,自变量、函数都是实的。在实数范围的定理未必在复数范围仍成立,譬如拉格朗日中值定理就是。不管你是老师或学生,连这点也不注意,难免会碰壁。

例子f(x)=(一1)^x的定义域仅为整数及分母可写成奇数的有理数。因此,

积分∫(0,1)(一1)^xdx不存在。

至于复变范围从略。

另外指数运算公式不可瞎用,尤其虚指数往往错的。真理前进一步往往是谬误,大家仔细小心。

你是高数还是复变函数?高数中x是实变量,函数是实值函数,这点应先明确。如果确认复变的围道积分,则函数(-1)^x是多值函数,但你仅一个值。如果是高数,则积分是实黎曼积分,但实函数(-1)^x于[0,1]不全定义,故积分不存在,更不可能积出虚数。

大胆去做还是值得鼓励,但必要知识还是应掌握,否则一片似是而非。

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