【精选】§1广义积分的概念与计算.ppt

宁波大学教师教育学院 宁波大学教师教育学院 §1 一、无穷限的广义积分 定义1. 设 例1. 计算广义积分 例2. 证明第一类 p 积分 例3. 计算广义积分 二、无界函数的广义积分 定义2. 设 说明: 注意: 若瑕点 例4. 计算广义积分 例6. 证明广义积分 内容小结 说明: (1) 有时通过换元 , 广义积分和常义积分可以互 (3) 有时需考虑主值意义下的广义积分. 备用题 试证 作业 P.277 1（2）（3）（4） P.289 1（2）（3） * * 第十一章 广义积分 主讲人：陈志勇副教授 二、无界函数的广义积分 常义积分 积分限有限 被积函数有界 推广 一、无穷限的广义积分 广义积分 广义积分的概念与计算 引例. 曲线 和直线 及 x 轴所围成的开口曲 边梯形的面积 可记作 其含义可理解为 若 存在 , 则称此极限为 f (x) 的无穷限广义积分, 记作 这时称广义积分 收敛 ; 如果上述极限不存在, 就称广义积分 发散 . 类似地 , 若 则定义 则定义 ( c 为任意取定的常数 ) 只要有一个极限不存在 , 就称 发散 . 无穷限的广义积分也称为第一类广义积分. 并非不定型 , 说明: 上述定义中若出现 它表明该广义积分发散 . 引入记号 则有类似牛 – 莱公式的计算表达式 : 解: 思考: 分析: 原积分发散 ! 注意: 对广义积分, 只有在收敛的条件下才能使用 “偶倍奇零” 的性质, 否则会出现错误 . 证:当 p =1 时有 当 p ≠ 1 时有 当 p 1 时收敛 ; p≤1 时发散 . 因此, 当 p 1 时,广义积分收敛 , 其值为 当 p≤1 时,广义积分发散 . 解: 引例:曲线 所围成的 与 x 轴, y 轴和直线 开口曲边梯形的面积 可记作 其含义可理解为 而在点 a 的右邻域内无界, 存在 , 这时称广义积分 收敛 ; 如果上述极限不存在, 就称广义积分 发散 . 类似地 , 若 而在 b 的左邻域内无界, 若极限 数 f (x) 在 [a , b] 上的广义积分（也叫瑕积分）, 则定义 则称此极限为函 记作 若被积函数在积分区间上仅存在有限个第一类 而在点 c 的 无界函数的积分又称作第二类广义积分, 无界点常称 邻域内无界 , 为瑕点(奇点) . 例如, 间断点, 而不是广义积分. 则本质上是常义积分, 则定义 计算表达式 : 则也有类似牛 – 莱公式的 若 b 为瑕点, 则 若 a 为瑕点, 则 若 a , b 都为瑕点, 则 则 可相消吗? 下述解法是否正确: , ∴积分收敛 解: 显然瑕点为 a , 所以 原式 例5. 讨论广义积分 的收敛性 . 解: 所以广义积分 发散 . 证: 当 q = 1 时, 当 q 1 时收敛 ; q≥1 时发散 . 当 q≠1 时 所以当 q 1 时, 该广义积分收敛 , 其值为 当 q ≥ 1 时, 该广义积分发散 . 例7. 解： 求 的无穷间断点, 故 I 为广义 积分. 1. 广义积分 积分区间无限 被积函数无界 常义积分的极限 2. 两个重要的广义积分 相转化 . 例如 , (2) 当一题同时含两类广义积分时, 应划分积分区间, 分别讨论每一区间上的广义积分. 义积分收敛 . 注意: 主值意义下广义积分存在不等于一般意义下广 思考与练习 其定义为 解 练习1 当为k何值时，广义积分 求其最大值 . 当k为何值时，这广义积分发散？又当k为何值时， 这广义积分取得最小值？ 收敛？ 提示： 练习2 , 并求其值 . 解: 令