大学数学题,讨论反常积分的敛散性问题,题目如下
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该积分既是无穷积分又是瑕积分,x = 0 是其瑕点。记被积函数为 f(x),将积分分解为(0,1] 及 [1,+inf)两段。
对(0,1] 段的瑕积分,因
x^(1/2)* f(x)→1 (x→0),p>=1/2时,
x^(1/2)* f(x)→0 (x→0),p<1/2时,
据Cauchy判别法,f 在 (0,1] 段的瑕积分对所有的 p 均收敛。
对[1,+inf) 段的无穷积分,因
x^p* f(x)→1 (x→0), p>1/2时,
x^p* f(x)→0 (x→0), 0<=p<1/2时,
x^p* f(x)→1/2 (x→0),p=1/2时,
据Cauchy判别法,f 在 [1,+inf) 段的无穷积分当 p >1 时收敛。
综上所述,原积分当 p >1 时收敛。
对(0,1] 段的瑕积分,因
x^(1/2)* f(x)→1 (x→0),p>=1/2时,
x^(1/2)* f(x)→0 (x→0),p<1/2时,
据Cauchy判别法,f 在 (0,1] 段的瑕积分对所有的 p 均收敛。
对[1,+inf) 段的无穷积分,因
x^p* f(x)→1 (x→0), p>1/2时,
x^p* f(x)→0 (x→0), 0<=p<1/2时,
x^p* f(x)→1/2 (x→0),p=1/2时,
据Cauchy判别法,f 在 [1,+inf) 段的无穷积分当 p >1 时收敛。
综上所述,原积分当 p >1 时收敛。
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