285. Auswertung von Integralen durch Differentiation
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mit a Q , a lf . . dann erscheint der Wert des Integrals als Grenzwert der
unendlichen Reihe a 0 4- a ± + a % + • • ••
Konstruiert man die Kurven
sin ¡33
und
rj =
e -yx
sin x
X ’
Fig. 137.
so bilden sie Wellenzüge gleicher Wellenlänge; die Amplitude der Wellen
der zweiten Kurve nimmt mit dem Wachsen von y immer mehr ah. In
Fig. 137 entspricht die voll gezeichnete y,
Wellenlinie der ersten Gleichung, die punk
tiert gezeichnete einer Kurve der zweiten
Gleichung: für y = 0 fällt die zweite Kurve
mit der ersten, für y = -f- oo aber fällt sie mit der X-Achse zusammen.
Bezeichnet man die zu y = 0,
also zu dem Integrale dx
ge-
hörige Reihe mit a 0 (°) -f- a 1 (0) -f- a 2 (0) -j- • • •,
so ist aus der Figur unmittelbar zu erkennen, daß
\ a n\<\ a n {0) \ (0 ^y),
und da beide Reihen alternierend sind und die zweite konvergiert (278,1.),
so konvergiert auch die erste.
Als Funktion von y aufgefaßt ist s n stetig; darum lassen sich y und
y so eng aneinander wählen, daß die zugehörigen Werte von s n dem Be
trage nach um weniger als s differieren, daß also
K-s»l< c ;
ferner kann man durch entsprechende Wahl von n bewirken, daß die zu
gehörigen Reste r n und r' n unter e herabsinken; denn (76) ist n einmal
so groß genommen, daß | j < s ist, so ist auch
kl < I «J ^ i < I <«
KI<KI^KI<«;
infolgedessen ist j (s n -f r n ) — (s n + r n ) | < 3 8,
anders geschrieben: j CP(y') — &(y) ! < 3s,
also <&(y) in der Tat stetig.
Die Differentiation unter dem Integralzeichen ist statthaft; denn es ist
f y (x, y) =
f(x,y) = e-y*^,
e -yx f yy (x,y) = xe~ yx sm x,