Dirichlet 积分
证明 \[\int_0^{\infty}\frac{\sin x}{x}\,dx=\frac{\pi}{2}.\]
提示 1
考虑含参积分 \(I(t)=\int_0^\infty \frac{\sin x}{x}e^{-tx}\,dx\),对 \(t\) 求导。
提示 2
\(I'(t)=-\int_0^\infty e^{-tx}\sin x\,dx=-\frac{1}{1+t^2}\),且 \(I(\infty)=0\)。
解答
于是 \(I(t)=\frac{\pi}{2}-\arctan t\),令 \(t\to0^+\)(需论证一致收敛以交换极限与积分)即得 \(I(0)=\frac{\pi}{2}\)。另一种方法:在复平面上对 \(\frac{e^{iz}}{z}\) 沿带缺口的上半圆周积分,用 Jordan 引理。