(1) 令 I=∫−∞∞e−x2dx,按极坐标计算可得 I2=π,因此 I=π。
(2) 标准正态密度为
φ(x)=2π1e−x2/2.
令 u=x/2,则
∫−∞∞φ(x)dx=2π1∫−∞∞e−x2/2dx=2π1⋅2∫−∞∞e−u2du=2π1⋅2⋅π=1.
一般 N(μ,σ2) 密度用代换 z=(x−μ)/σ 同理可证积分为 1。
英文解析
(1) Let I=∫−∞∞e−x2dx. Computing via polar coordinates yields I2=π, therefore I=π.
(2) The standard normal density is
φ(x)=2π1e−x2/2.
Let u=x/2, then
∫−∞∞φ(x)dx=2π1∫−∞∞e−x2/2dx=2π1⋅2∫−∞∞e−u2du=2π1⋅2⋅π=1.
Generally, for N(μ,σ2), the density integrates to 1 by the same substitution z=(x−μ)/σ.