@(微積分)
反常積分總共就分兩類:
針對第二類,有如下的計算技巧。∫b
af(x
)dx
設在(a,b]上,在a處是暇點。
limx→a
+f(x
)(x−
a)δ存
在,δ∈
(0,1
) 則積分收斂。
設在[a,b)上,b處是暇點。
limx→b
−f(x
)(x−
b)δ存
在,δ∈
(0,1
) 則積分收斂。
我們說在(0
,+∞)
上看積分的收斂性是考慮被積函式要更快趨近於0,而在(0,1)區間上,是說f(x)更慢趨近於0,本質都是讓函式的曲線更快靠近參考線。只不過乙個水平,乙個垂直。因此當函式更快靠近水平線時,將更慢靠近垂直,反之亦然。
上面是自己剛剛想明白的。
具體為什麼,待思考證明。
20161222 update:
回頭更新這部分的理論支撐:原來根子還是在這些大師的定理中,柯西,阿貝爾,狄利克雷。。。
上面用到的就是在有限區間內瑕積分柯西審斂法。
在(a,b]區間上,x = a是瑕點,則計算
lim(x−
a)pf
(x) 是否存在。具體分為
0<
p<
1 時極限存在,則收斂。p=
1 時,即
lim(x−
a)f(
x)極限大於0或者無窮大,都可以說明積分發散。
而對於無窮區間的積分,用的是
limxpf
(x) .當
p>
1 時,極限存在則積分收斂。p=
1 時,
limxf(
x)極限大於0或者為無窮大,則積分發散。
具體的理論證明這裡不展開,只是更新下這個是什麼。以及如何用。
關於無窮積分的收斂準則,多說一句,有些積分可以拆分為兩個函式之積,其中乙個單調有界,另乙個積分收斂,則總體收斂。
比如判斷乙個積分:i=
∫+∞0
1(1+
xa)l
n(1+
xb)d
x ,其中a>0,b>0若該積分收斂,則必有:a>1,b<1.
分析:這種問題如果不掌握上面的理論,則很難下手。如同2023年的反常積分,如果不知道如何用柯西審斂法來做,也很難解決。
這裡,可以看到拆分為兩個函式之積,同時區間可以拆分。因為在(0
,1)上
和(1,
+∞) 是不一樣的。 i=
∫+∞0
1(1+
xa)l
n(1+
xb)d
x=∫1
01(1
+xa)
ln(1
+xb)
dx+∫
+∞11
(1+x
a)ln
(1+x
b)dx
在(0,1)上,11
+xa 是單調減且有界的函式,那麼根據阿貝爾判別法,只用使得∫1
01ln
(1+x
b)dx
收斂即可。可見在x=0處是瑕積分,那麼就可以用柯西審斂定理,構造:
limx→0
+(x−
0)pl
n(1+
xb)=
xpxb
,p∈(
0,1)
所以b <1時極限存在。
同理在(1,
+∞) 上,ln
(1+x
b)是單調遞減且有界的,只用關注∫+
∞11(
1+xa
) ,由p積分可知,a>1時積分收斂。
第20章 反常積分 基本概念
20.2 關於無窮區間的積分 20.3 比較判別法 20.4 極限比較判別法 20.5 p判別法 20.6 絕對收斂判別法 主要內容 考慮積分 b af x dx ab f x dx 當函式f f 在區間 a,b role presentation style position relative a...
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