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1
ist nach Substitution gleich .
Nach dem Vertauschen der Integrationsreihenfolge ist dies .
Wegen ist .
2
Teile das Einheitsquadrat in zwei kongruente Dreiecke, jeweils mit dem Ursprung als Spitze.
Verwende nun Polarkoordinaten:
Wegen
ist
.
3
Teile den Einheitswürfel in drei kongruente Pyramiden mit dem Ursprung als Spitze.
Verwende nun Kugelkoordinaten:
Wegen
ist
.
Substituiere , dann ist .
Also ist ,
wobei
ist. Und
,
wobei
ist,
und
.
Also ist
, wobei ist.
4
5
- Ist , so gilt
6
Es sei der -dimensionale Einheitswürfel und .
Für alle Tupel ist dann und .
ist die abgeschlossene Hülle der disjunkten Vereinigung aller 's. Daher ist .
.
Also ist .
7
ist nach Substitution gleich .
Vertauscht man die Integrationsreihenfolge, so ist
.
Substituiert man , so ist .
Für ist das .
Wegen der analytischen Fortsetzbarkeit gilt dies auch für ,
wobei der Fall als Grenzwert zu interpretieren ist.
8
ist nach den Substitutionen gleich
.
Wechselt man von kartesischen Koordinaten zu Kugelkoordinaten , so ist
Das ist nach Substitution gleich
.
9
10.1
Setze .
Differenziere nach :
Substituiere :
mit
10.2
11
Substituiere :
Vertausche die Integrationsreihenfolge:
Substituiere :
Substituiere :
Substituiere :
12
13
14
Verwende Polarkoordinaten :
, wobei ist.
Also ist .
15
16
17
Aus der Formel folgt
Integriere nach :
Setze :
18
19
Integriere zweimal hintereinander nach
(Die Integrationskonstanten sind null, da beide Terme auf der rechten Seite gegen null gehen für .)
Substituiere
Substituiere
Generiere eine geometrische Reihe:
Nun müssen noch die unterschweiften Ausdrücke nachgerechnet werden.
Wegen ist .
20
- Ist und ist , so gilt
- .