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反常积分柯西收敛判别法

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  • 反常积分是指在积分区间上,被积函数在某些点处不满足定义条件,或无界等问题。针对反常积分的收敛性,柯西收敛判别法是其中一种常用的方法。

    具体来说,柯西收敛判别法适用于单调减函数的反常积分(也就是函数随 x 变化而单调减少)。

    对于一个单调减函数 f(x),如果它在区间 [a, +∞) 上连续,那么该区间上的反常积分 ∫(a, +∞) f(x)dx 收敛的充分必要条件是极限

    lim(x->+∞) xf(x) = 0

    其中,单调减函数 f(x) 在区间 [a, +∞) 上必须趋近于零,即 f(x) -> 0 (x -> +∞)。

    类似地,对于单调增函数反常积分,我们可以利用柯西收敛判别法得到其收敛性的充分必要条件为:

    lim(x->+∞) x·f(x) = +∞

    lim(x->+∞) (1/f(x)) = 0

    在使用柯西收敛判别法时,我们需要首先确定被积函数的单调性和连续性,然后计算相应的极限值,最终根据极限值的大小来判断反常积分的收敛性。

    2023-10-23 19:09:16
  • 反常积分柯西收敛的判别法是用于判断反常积分是否收敛的一种方法。该方法利用了级数收敛的柯西收敛准则中的思想。具体来说,对于一个反常积分f(x),若存在正数M和正数p,使得对于所有的a和b(a < b),当 p ≤ q 时,有:

    |∫a^bf(x)dx| ≤ M / (q^p)

    则该反常积分收敛。反之,如果该不等式不成立,则反常积分发散。该方法的适用范围较窄,通常只适用于具有特定形式的反常积分,需要具体问题具体分析。

    2023-10-23 19:09:16
  • 1 适用的条件比较苛刻,不是所有情况都可以使用这种方法进行判别。

    2 的原理是通过判断函数在某个区间上的收敛性来判断反常积分的收敛性。

    3 如果函数在某个区间上的收敛性不能很好地判断,则可以考虑其他的反常积分收敛判别法,比如比较判别法、极限判别法等等。

    2023-10-23 19:09:16
  • 反常积分的敛散判断实质上是极限的存在性与无穷小或无穷大的比阶问题。第一要记住两类反常积分的收敛尺度:

    对第一类无穷限来说,当x→+∞时,f(x)必为无穷小,还无穷小的阶次不可以低于某一尺度,才可以保证收敛;

    对第二类无界函数来说,当x→a+时,f(x)必为无穷大。且无穷小的阶次不可以高于某一尺度,才可以保证收敛;这个尺度值大多数情况下等于1,注意识别反常积分。

    2023-10-23 19:09:16
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