第一节 反常积分
教学目的:了解反常积分的概念
教学重点:反常积分的计算
教学难点:被积函数有无穷型间断点的反常积分的识别
教学
内容
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:
一、无穷限反常积分
定义 设函数
在区间
上连续,取
.如果极限
存在,则称此极限为函数
在无穷区间
上的反常积分,记作
,即
.
这时也称反常积分
收敛;如果上述极限不存在,函数
在无穷区间
上的反常积分
就没有意义,习惯上称为反常积分
发散,这时记号
不再表示数值了.
类似地,设函数
在区间
上连续,取
. 如果极限
存在,则称此极限为函数
在无穷区间
上的反常积分,记作
,即
这时也称反常积分
收敛;如果上述极限不存在,就称反常积分
发散.
设函数
在区间
上连续,如果反常积分
和
都收敛,则称上述两反常积分之和为函数
在无穷区间
上的反常积分,记作
,即
这时也称反常积分
收敛;否则就称反常积分
发散.
例1 计算反常积分:(1)
;(2)
(
是常数,且
)
解:(1)
(2)
例2 证明:反常积分
当
时收敛;当
时发散.
证:当
时,
当
时,
故 命题得证.
二、无界函数的反常积分
定义 设函数
在
上连续,而在点的右邻域内无界,如果极
存在,则称此极限为函数
在
上的反常积分,仍然记作
.即
.
这时也称反常积分
收敛。如果上述极限不存在,就称反常积分
发散.
类似地,设函数
在
上连续,而在点
的左邻域内无界,如果极限
存在,则定义
.否则,就称反常积分
发散.
设函数
在
上除点
外连续,而在点
的邻域内无界,如果两个反常积分
与
都收敛,则定义
否则,就称反常积分发散.
例1 计算反常积分
解:
例2 讨论反常积分
的收敛性
解:
故 所求反常积分
发散.
例3 证明反常积分
当
时收敛;当
时发散.
证:当
时,
;
当
时,
.
故 反常积分
当
时收敛;当
时发散.