(10)反常积分-免费下载漫画
1、无穷限的反常积分
设函数f(x)在[a,+∞)上连续,取t>a,如果下式极限成立:
则称这个极限是f(x)在[a,+∞)上的反常积分,记作:
既然极限存在,说明这时反常积分收敛,如果极限不存在,则这个反常积分发散。类似的,也有像(-∞,b)这样下限无穷的反常积分,如果是上下限(+∞,-∞),可以任取一个数把积分拆成(-∞,a)和(a,+∞),结论类似上式。
上下限至少有一个发散的反常积分统称为无穷限的反常积分。
2、无界函数的反常积分
如果上下限并不发散,而是被积函数本身是无界函数,设函数f(x)在某一点a的任一邻域内都无界,那么点a称为f(x)的瑕点,无界函数的反常积分称为瑕积分。如果在瑕点处f(x)极限存在,则有瑕积分:
反之,如果极限不存在,则瑕积分发散。
3、无穷限反常积分的收敛判定
(1)如果被积函数的原函数有界(上限发散看上界,反之看下界),则积分收敛。
(2)比较审敛原理:如果大于等于被积函数的另一个函数反常积分收敛,那么被积函数的反常积分也收敛,如果小于等于被积函数的另一个函数反常积分发散,那么被积函数反常积分也发散。
(3)比较审敛法:设函数f(x)在[a,+∞)上连续,a>0,f(x)≥0,积分上限发散,如果存在正常数M和p(p>1)满足:
则反常积分收敛。如果存在正常数N满足:
则反常积分发散。
(4)极限审敛法:设函数f(x)在[a,+∞)上连续,且f(x)≥0,如果存在常数p>1满足:
则反常积分收敛,如果:
则反常积分发散。
(5)如果|f(x)|的反常积分收敛(绝对收敛),则f(x)的反常积分也收敛。
4、无界函数的反常积分收敛判定
(1)设函数f(x)在(a,b]上连续,且f(x)非负,a是f(x)的瑕点,如果存在常数M>0和q<1满足:
则反常积分收敛,如果存在常数N>0满足:
则反常积分发散。
(2)设函数f(x)在(a,b]上连续,且f(x)非负,a是f(x)的瑕点,如果存在常数0<q<1满足:
则反常积分收敛,如果:
则反常积分发散。
5、Γ函数
Γ函数定义为:
函数图像如下:
Γ函数可以看作是阶乘向连续的推广,对于正整数n,总有:
Γ函数还有一个余元公式: