当前课程知识点:微积分——极限理论与一元函数 > 第七章 定积分 > 第七节 反常积分 > 无界函数、无界区间上的反常积分
好现在我们介绍
最后一类反常积分的收敛性的问题
那就是无界函数在无界区间上的
反常积分的收敛性
函数是无界的
区间也是无界的反常积分
我们拿一个例子来看一下
我们是怎么来处理这类问题的
从0到正无穷x的α减1次方
e的负x次方dx
α对这个积分来讲是一个参变量
那么我们来看看这么一个反常积分
第一个问题区间是无界的
第二个问题x等于0
有可能是被积函数的趋于无穷的地方
什么时候
当α如果小于1的时候
那么x等于0就是一个瑕点
所以对于这类函数
区间是无界的函数也是无界的
那么我们可以把我们原来学过的
瑕积分和无穷积分结合起来
我们给这么一个定义
我们把这个积分分成两个
0到正无穷x的α减1e的负x次方dx
分成两个积分
从0上面那个是随便写的
1234都可以
我们写成0到1
x的α减1次方e的负xdx
再加上从1到正无穷
x的α减1次方e的负xdx
我们可以看出来
这个积分当α小于1的时候是一个瑕积分
第二个积分是一个无穷的积分
无穷区间无穷积分
无界区间上的无穷积分
当且仅当瑕积分我们现在的
瑕积分与无穷积分都收敛时
我们才称原来那个从0到正无穷上
x的α减1次方e的负x次方dx
是收敛的
也就是说如果是无界区间上的无界函数的
广义积分的收敛性的一个判断问题
我们把它分成若干个积分
使得每一个小段上的积分
要不就是瑕积分
要不就是纯粹的一个无穷积分
如果说这若干个积分每一个都收敛的时候
我们说总体的积分它是一个收敛的
言外之意就是说如果这若干个积分
只要有一个发散的
剩下的几个我管都不用去管收敛性
那么原来那积分就是一个发散的
好那么现在我们来看看
我们现在例题上要说的这么一道题
我们知道0到1e的负x次方
除以x的1减α次方dx
这是一个瑕积分
这个瑕积分呢
当1减α小于1的时候是收敛的
大于等于1的时候就是发散的
也就告诉我们
当α大于0的时候是收敛的
那么第二个无穷积分
从1到正无穷x的1减α次方e的负x次方
x的α减1次方dx
我们还是用比较定理
因为我们知道当x从1到正无穷的时候
这是一个非负函数
非负函数可以用比较定理
我们来看看x的α减1次方e的负x次方
我们拿一个函数来做比大小
拿一个尺度来量
那这个尺度很简单
我拿x平方分之一来做尺度
那么这个就等于x的α加1次方除以e的x次方
无论α是什么样的一个常数
多大的我们都不关心
但是上面那个当x趋于正无穷的时候
是一个幂增长的一个函数
而分母是一个指数增长的函数
我们也已经知道当x趋于正无穷的时候
指数增长是远远超过幂增长的增长速度
所以它是趋于0的
当x趋于正无穷的时候
所以我们知道分子这个函数
x的α减1次方e的负x
当x很大的时候
它远远小于我们的分母的x平方分之一
而我们也知道从1到正无穷dx
x平方分之一
x平方分之一是收敛的
因为相当于p等于2
p大于1的时候就收敛
p等于2的话一定是收敛的
所以结论就是我们原来那个1到正无穷
x的α减1次方e的负x
这么一个无穷积分
无论α是什么样的约束都是收敛的
我们把这两个结论放在一块
一个是要α大于0的时候收敛
另外一个无论α是一个什么样的实数都收敛
结合起来我们可以得到这么一个结论
从0到正无穷x的α减1e的负x次方dx
这么一个无界函数在无界区间上的反常积分
当且仅当α大于0的时候是收敛的
除此之外都是发散的
-序言
--序言
-第一节 实数集的界与确界
--实数集的界
--实数集的确界
-第一节思考与练习
--思考题
--练习题
-第二节 函数的概念
--分段函数与隐函数
-第二节思考与练习
--思考题
--练习题
-第三节 函数的运算
--函数的反函数
-第三节思考与练习
--思考题
--练习题
-第四节 函数的初等性质
--函数的凸性
-第四节思考与练习
--思考题
--练习题
-第五节 初等函数
--初等函数
-第五节思考与练习
--思考题
--练习题
-第六节 极坐标方程与参数方程表示的几种曲线
-第一节 数列极限的概念与性质
--无穷大量
-第一节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第一节思考与练习
-第二节 数列极限存在的充分条件
--单调有界收敛定理
-第二节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第二节思考与练习
-第三节 Bolzano定理与Cauchy收敛准则
-第三节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第三节思考与练习
-第四节 函数极限的概念与性质
--函数极限的概念
--函数极限的性质
-第四节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第四节思考与练习
-第五节 函数极限的运算
-第五节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第五节思考与练习
-第六节 无穷小量及其(阶的)比较
--无穷小量的比较
-第六节思考与练习
--思考题
--第二章 极限论--第六节思考与练习
-第一节 连续函数的概念与性质
--间断点的分类
--连续函数的性质
-第一节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第一节 思考与练习
-第二节 闭区间上连续函数的性质
-第二节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第二节 思考与练习
-第三节 函数的一致连续性
--一致连续的概念
-第三节 思考与练习
--思考题
--第三章 连续函数--第三节 思考与练习
-第一节 导数与微分的概念
--导数的概念
--导数的几何意义
--微分概念
-第一节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第一节 思考与练习
-第二节 导数与微分的运算
--导数的四则运算
--反函数求导法
-第二节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第二节 思考与练习
-第三节 几种特殊函数的求导法、高阶导数
--高阶导数
-第三节 思考与练习
--思考题
--第四章 导数与微分--第三节 思考与练习
-第一节 微分中值定理
--Fermat定理
--Rolle定理
-第一节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第一节 思考与练习
-第二节 L'Hospital 法则
--0/0型不定式
--∞/∞型不定式
--其他形式的不定式
-第二节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第二节 思考与练习
-第三节 函数的单调性与极值
--函数的单调性
--函数的极值
--函数最值的求法
-第三节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第三节 思考与练习
-第四节 函数的凸性与拐点
--函数凸性的判别法
--拐点
--曲线的渐近性
-第四节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第四节 思考与练习
-第五节 Taylor 公式
-第五节 思考与练习
--思考题
--第五章 导数应用--第五节 思考与练习
-第一节 概念与性质
--原函数的概念
--6-1视频纠正
-第一节思考与练习
--思考题
--第六章 原函数与不定积分--第一节思考与练习
-第二节 换元积分法
--第一换元法
--第二换元法
-第二节思考与练习
--思考题
--第六章 原函数与不定积分--第二节思考与练习
-第三节 分部积分法
--分步积分法
-第四节 有理函数的积分
--html
--第六章 原函数与不定积分--第四节思考与练习
-第五节 简单无理式的积分
--无理函数的有理化
--第六章 原函数与不定积分--第五节思考与练习
-第一节 积分概念与积分存在条件
--定积分的概念
-- 函数的可积性
--第七章 定积分--第一节思考与练习
-第二节 定积分的性质
--定积分的性质
--定积分性质的应用
-第三节 变上限积分与Newton—Leibniz公式
--变上限积分
--复合变限积分
--定积分的计算
--第七章 定积分--第三节思考与练习
-第四节 定积分的换元积分法与分部积分法
--第七章 定积分--第四节思考与练习
-第五节 定积分的几何应用
--平面区域的面积
--曲线的弧长
--平面曲线的曲率
--第七章 定积分--第五节思考与练习
-第六节 定积分的物理应用
--物理应用简介
-第七节 反常积分
--反常积分
--其他无穷积分
--第七章 定积分--第七节思考与练习
-第一节 数项级数的概念与性质
--第八章 级数--第一节 思考与练习
-第二节 正项级数的收敛判别法
--第八章 级数--第二节 思考与练习
-第三节 任意项级数
--交错项级数
--绝对值判敛法
--第八章 级数--第三节 思考与练习
-第四节 函数级数
--第八章 级数--第四节 思考与练习
-第五节 幂级数
--Abel判别法
--收敛半径与收敛域
--幂级数的分析性质
--幂级数求和
--第八章 级数--第五节思考与练习
-第六节 傅里叶级数
--三角函数的正交性
--第八章 级数--第六节思考与练习