Los modelos unidimensionales de conducción de calor en un dominio semiinfinito, aunque la convección forzada obedece la ley de enfriamiento de Newton, son desafiantes de resolver utilizando métodos estándar de transformación integral cuando la condición límite () es una función de decaimiento exponencial. En este estudio, se estableció una solución teórica general utilizando la transformada de Fourier, pero () no estaba directamente presente en los procesos de transformación, y () fue sustituido en la solución teórica general para obtener la solución analítica correspondiente. Además, se discutieron las soluciones específicas y los significados matemáticos correspondientes. Además, se aplicó una verificación numérica y un análisis de sensibilidad al modelo propuesto. Los resultados mostraron que (,) era directamente proporcional a la difusividad térmica () e inversamente proporcional a la distancia de cálculo () y al coeficiente de relación de enfriamiento (). La solución analítica fue más sensible a la difusividad térmica que a otros factores, y el error relativo más alto entre las soluciones numéricas y analíticas fue aproximadamente del 4% bajo la condición de 2 y . Además, (,) creció de forma no lineal a medida que cambiaba la difusividad térmica del material o el coeficiente de relación de enfriamiento. Finalmente, la solución analítica se aplicó para el cálculo y la verificación de parámetros en un estudio de caso, proporcionando la base de referencia para el cálculo numérico bajo límites complejos específicos, especialmente para el estudio de problemas relacionados en los campos de la dinámica de fluidos y la peridinámica con la ecuación de conducción de calor.