負無窮到正無窮的反常積分為什麼要兩部分收斂才收斂

時間 2021-06-03 01:13:32

1樓:予一人

請回歸定義

這裡的變數 無關。這時, 左端積分要存在,當然要求 都存在,因為但是,有一種更特殊的柯西主值積分,它被定義為這相當於在 中,取 顯然地,這時就不再需要 都收斂,只要 是奇函式, 於是

2樓:「已登出」

舉個最簡單的例子

f(x)=x

從負∞積分到正∞

按照定義來說,負∞到0的積分是發散的,0到正∞的積分也是發散的,那麼整體積分也是發散的,無法計算。

你的說法是,這個函式是奇函式,左邊和右邊抵消,所以積分結果是0

但是,你的說法其實是預設了x從0到負∞與x從0到正∞的變化速度是一致的,相當於計算的是

f(x)=x,x從-t到t的積分,當t趨於∞的結果。

但是,原題沒有這個預設條件。

如果該反常積分收斂,那麼不管按照怎樣的速度去趨近,結果都是一樣的,不可能說你用方法A做出來的結果和別人用方法B做出來的結果不一樣。

你現在算一算

f(x)=x,x從-t到2t的積分,當t趨於∞的結果。

f(x)=x,x從-2t到t的積分,當t趨於∞的結果。

這兩個積分是不是也是f(x)=x,x從負∞到正∞的積分?那最後的結果是不是不一樣?

再舉個例子,級數的收斂

數列an滿足

a(2n)=n

a(2n-1)=-n,n為正整數

請問,該無窮級數是收斂還是發散

3樓:asdlittle

完全可以形式上不寫成兩部分,比如可以定義∫(-∞,+∞)f(x)dx=lim(u→-∞,v→+∞)∫(u,v)f(x)dx=A,其中極限的意思是指:任給ε>0,存在X>0,使得對於任何u<-X,v>X,都有|∫(u,v)f(x)dx-A|<ε。菲磚上採用的就是這種定義,而且容易證明這個定義與寫成兩部分收斂的定義是等價的(請題主自行思考如何證明該定義與課本常見定義等價)。

要注意區分的是這種定義與lim(u→+∞)∫(-u,u)f(x)dx是兩個不同的東西,後乙個極限不叫反常積分,叫柯西主值,柯西主值收斂與反常積分收斂是不等價的,比如顯然f(x)=x負無窮到正無窮的柯西主值為0,但反常積分並不收斂。

4樓:薛丁格的貓

看定義,我們知道這種反常積分是拆成兩部分,再分別研究兩部分是否收斂,如果都收斂那麼稱為收斂,如果存在乙個發散則稱為發散。數學不要從定義裡面找毛病。

再說說個人理解,所謂反常積分,無非就是定積分的推廣,定積分研究的是有限的曲邊梯形面積,無窮限反常積分就是無限長的曲邊梯形的面積(高斯正態分佈函式),瑕積分就是無限高的曲邊梯形的面積。

有的人會想如果有一部分發散到正無窮,另外一部分發散到負無窮,那麼兩部分相加不就是零,怎麼能說是發散呢?那是因為存在沒有意義的部分。

舉個例子,我們知道分母不能為零,分母為零時沒有意義,因此在計算1/0+2/0(不是洛必達那種未定式)時直接可以下結論該式子無意義。

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