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文档简介
1、定义定义 1 1 设函数设函数)(xf在区间在区间), a上连续,取上连续,取ab ,如果极限,如果极限 babdxxf)(lim存在,则称此极存在,则称此极限为函数限为函数)(xf在无穷区间在无穷区间), a上的广义积上的广义积分,记作分,记作 adxxf)(. . adxxf)( babdxxf)(lim当极限存在时,称广义积分收敛;当极限不存在当极限存在时,称广义积分收敛;当极限不存在时,称广义积分发散时,称广义积分发散. .一、无穷限的广义积分一、无穷限的广义积分类似地,设函数类似地,设函数)(xf在区间在区间,(b上连续,取上连续,取ba ,如果极限,如果极限 baadxxf)(li
2、m存在,则称此极存在,则称此极限为函数限为函数)(xf在无穷区间在无穷区间,(b上的广义积上的广义积分,记作分,记作 bdxxf)(. . bdxxf)( baadxxf)(lim当当极极限限存存在在时时,称称广广义义积积分分收收敛敛;当当极极限限不不存存在在时时,称称广广义义积积分分发发散散. . 设函数设函数)(xf在区间在区间),(上连续上连续, ,如果如果广义积分广义积分 0)(dxxf和和 0)(dxxf都收敛,则都收敛,则称上述两广义积分之和为函数称上述两广义积分之和为函数)(xf在无穷区间在无穷区间),(上的广义积分,记作上的广义积分,记作 dxxf)(. . dxxf)( 0)
3、(dxxf 0)(dxxf 0)(limaadxxf bbdxxf0)(lim极限存在称广义积分收敛;否则称广义积分发散极限存在称广义积分收敛;否则称广义积分发散. .例例1 1 计算广义积分计算广义积分.12 xdx解解 21xdx 021xdx 021xdx 0211limaadxx bbdxx0211lim 0arctanlimaax bbx0arctanlim aaarctanlim bbarctanlim .22 例例2 2 计算广义积分计算广义积分解解.1sin122 dxxx 21sin12dxxx 211sinxdx bbxdx 211sinlimbbx 21coslim 2c
4、os1coslim bb. 1 例例 3 3 证证明明广广义义积积分分 11dxxp当当1 p时时收收敛敛,当当1 p时时发发散散.证证, 1)1( p 11dxxp 11dxx 1ln x, , 1)2( p 11dxxp 111pxp 1,111,ppp因此当因此当1 p时广义积分收敛,其值为时广义积分收敛,其值为11 p;当当1 p时广义积分发散时广义积分发散.例例 4 4 证证明明广广义义积积分分 apxdxe当当0 p时时收收敛敛,当当0 p时时发发散散.证证 apxdxe bapxbdxelimbapxbpe lim pepepbpablim 0,0,pppeap即即当当0 p时时
5、收收敛敛,当当0 p时时发发散散.定义定义 2 2 设函数设函数)(xf在区间在区间,(ba上连续,而在上连续,而在点点a的右邻域内无界取的右邻域内无界取0 ,如果极限,如果极限 badxxf )(lim0存在,则称此极限为函数存在,则称此极限为函数)(xf在区间在区间,(ba上的广义积分,记作上的广义积分,记作 badxxf)(. . badxxf)( badxxf )(lim0当当极极限限存存在在时时,称称广广义义积积分分收收敛敛;当当极极限限不不存存在在时时,称称广广义义积积分分发发散散. .二、无界函数的广义积分二、无界函数的广义积分类似地,设函数类似地,设函数)(xf在区间在区间),
6、ba上连续,上连续,而在点而在点b的左邻域内无界的左邻域内无界. .取取0 ,如果极限,如果极限 badxxf)(lim0存在,则称此极限为函数存在,则称此极限为函数)(xf在区间在区间),ba上的广义积分,上的广义积分,记作记作 badxxf)( badxxf)(lim0. .当当极极限限存存在在时时,称称广广义义积积分分收收敛敛;当当极极限限不不存存在在时时,称称广广义义积积分分发发散散. .设设函函数数)(xf在在区区间间,ba上上除除点点)(bcac 外外连连续续,而而在在点点c的的邻邻域域内内无无界界. .如如果果两两个个广广义义积积分分 cadxxf)(和和 bcdxxf)(都都收
7、收敛敛,则则定定义义 badxxf)( cadxxf)( bcdxxf)( cadxxf)(lim0 bcdxxf )(lim0否否则则,就就称称广广义义积积分分 badxxf)(发发散散. .定义中定义中c为为瑕点瑕点,以上积分称为,以上积分称为瑕积分瑕积分.例例5 5 计算广义积分计算广义积分解解).0(022 axadxa,1lim220 xaaxax 为为被被积积函函数数的的无无穷穷间间断断点点. axadx022 axadx0220lim aax00arcsinlim 0arcsinlim0aa .2 例例 6 6 证证明明广广义义积积分分 101dxxq当当1 q时时收收敛敛,当当
8、1 q时时发发散散.证证, 1)1( q 101dxx 10ln x , , 1)2( q 101dxxq1011 qxq 1,111,qqq因此当因此当1 q时广义积分收敛,其值为时广义积分收敛,其值为q 11;当当1 q时广义积分发散时广义积分发散. 101dxxq例例7 7 计算广义积分计算广义积分解解.ln21 xxdx 21ln xxdx 210lnlim xxdx 210ln)(lnlim xxd 210)ln(lnlim x )1ln(ln()2ln(lnlim0 . 故原广义积分发散故原广义积分发散.例例8 8 计算广义积分计算广义积分解解.)1(3032 xdx1 x瑕点瑕点 3032)1(xdx 103132)1()(xdx 1032)1(xdx 10032)1(limxdx3 3132)1(xdx 31032)1(lim xdx, 233 3032)1(xdx).21(33 无界函数的广义积分(无界函数的广义积分(瑕积分瑕积分)无穷限的广义积分无穷限的广义积分 dxxf)( bdxxf)( adxxf)( cabcbadxxfdxxfdxxf)()()((注意注意:不能忽略内部的瑕点):不能忽略内部的瑕点) badxxf)(三、小结三、小结
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