1樓:破天學長
有很多同學問我,這萬能公式在有些反常積分中並不適用,顯然,你對此萬能公式理解的太不到位了!我之所以這麼寫是因為這樣已經是比較好用的簡潔歸納了,實際上,為了保證證明的一致性,最為簡潔的反常積分萬能公式,只有乙個即
任意的反常積分(包括瑕積分和無窮區間的反常積分)均可化為,
當且僅當1\end,收斂 " eeimg="1"/>
反常積分的斂散性判別在考研數學中主要是以選擇題的形式出現,但我發現很多同學在遇到較複雜的反常積分,或者含參積分並不會做題,根據現有的教材普遍有定義法、比較審斂法的極限形式等等方法,小題大作,甚至有的同學在看到解析後仍是一頭霧水,如何歸納出簡介快速有效的判斂方法至關重要!有鑑於此,在這裡我們給出乙個關於反常積分的小總結(反常積分斂散性萬能公式),讓你能夠面對反常積分快速判斷出來!
首先給定以下例題進行示例,並比較常規做法,與萬能公式法之間的區別:
1.判別 的斂散性。
2.設 為正整數,則反常積分 的斂散性。
3.設 為常數,若反常 積分 收斂,則 的取值範圍。
4.若反常積分 收斂,則可確定 。
5.設 0,f(x)=\begin\frac}},0,若 收斂,則 的取值範圍。
將任意反常積分化為標準型,
(1)當1\end,收斂 " eeimg="1"/>;
(2)當1 \\[2ex] \alpha=1,\beta>1\end,收斂 " eeimg="1"/>
(3)其他情況均發散!
(注意:此公式推導可參照我的14節課衝刺課,實際上,記住結論即可)1.判別 的斂散性。
萬能公式法:
當時,
,
因,故收斂。2.設 為正整數,則反常積分 的斂散性。
萬能公式法;
當時,有
,
因,0,\frac<1," eeimg="1"/>所以顯然關於的瑕積分收斂;
當時,有
由於,顯然,關於的瑕積分收斂;
綜上所述,任意正整數均使得反常積分收斂。3.設 為常數,若反常積分 收斂,則 的取值範圍。
萬能公式法:
當時,有
若關於的瑕積分收斂,則即-2" eeimg="1"/>;
當時,有
若關於無窮區間的反常積分收斂,則1," eeimg="1"/>即n+1" eeimg="1"/>;
綜上所述,當-2" eeimg="1"/>,n+1" eeimg="1"/>時使得反常積分收斂。4.若反常積分 收斂,則可確定 。
萬能公式法:
當時,有
若關於的瑕積分收斂,則即-1" eeimg="1"/>;
當時,有
若關於的瑕積分收斂,則即-2" eeimg="1"/>;
綜上所述,當-1" eeimg="1"/>,-2" eeimg="1"/>時使得反常積分收斂。5.設 0,f(x)=\begin\frac}},0,若 收斂,則 的取值範圍。
萬能公式法:
當時,有
若關於的瑕積分收斂,則即;
當時,有
若關於無窮區間的反常積分收斂,則1," eeimg="1"/>即3" eeimg="1"/>;
綜上所述,當,3" eeimg="1"/>時使得反常積分收斂。在這裡,我們給出了乙個很好用的萬能公式,那麼是否囊括的足夠全呢?或者說所有的反常積分都適合嗎?
不妨,再給出乙個迥然不同的例子:
6.若反常積分 收斂,求 取值範圍。
(1)當 時,反常積分為 ,發散;
(2)當 時,反常積分為 ,發散;
(3)當 時,反常積分為
a.若 0" eeimg="1"/>,則反常積分 ,收斂;
b.若 ,則反常積分發散。
(4)當時,區間再現,有
a.若 0" eeimg="1"/>,則反常積分 ,收斂;
b.若 ,則反常積分
不存在,發散。
綜上所述,當 0,b" eeimg="1"/>任意時,反常積分收斂。
極簡做法(向無窮級數看齊):
將其作為連續型的無窮級數看待,則根據無窮級數收斂性質可知,令
時級數收斂的必要條件,因此,當0,b" eeimg="1"/>任意時, ,顯然,此時,級數必收斂,結果易得。
從這裡,我們引出了關於無窮級數的斂散性判別,這又是另乙個萬能公式的開始了!具體請參照14課衝刺課或我的專欄考研數學如何取得145+的分數?!
2樓:momoko
常見反常積分的斂散性:
做道練習驗證一下學習成果:
無窮限的比較審斂法
無界函式的反常積分審斂法
另絕對收斂與條件收斂
通常先去絕對值判斷是否絕對收斂
3樓:薛丁格的貓
針對你所提出的問題,我換個角度解釋,所謂反常積分就是定積分的推廣,因此完全可以從定積分角度分析反常積分,定積分的幾何意義就是曲邊梯形的面積。我們把任意區間(無窮限,無界)分割成兩部分,如果兩部分面積都是有限的,那麼總面積自然是有限的,即反常積分分成的兩部分都收斂,則反常積分收斂。如果有一部分面積無限大,另外一部分面積有限,那麼總面積必然無限大,即反常積分分成的兩部分有一部分發散,另外一部分收斂,則反常積分發散。
如果兩部分面積都無限大,那麼總面積自然無限大,則反常積分發散。
如何證明這個有關反常積分的等式?
靈劍 講點思路好了,不難發現左邊的積分中,f的實際自變數有兩次從 到 右邊只有一次,而對f沒有任何限制,那麼思路肯定是看,這兩次積分疊加在一起,是不是有某種對消的效果?當 時,有 而且正好一正一負,那麼就有 注意我們在換元積分的時候並不把實際的導數算出來,因為我們預計它是會相消的 反過來,我們逆用和...
請問關於這個反常積分的結論如何證明呢?
free光陰似箭 首先,這是廣義p級數的積分判別法。現在我們利用現有的結論來證明這個積分的推廣形式以及斂散性。一,定義幾個符號,約定所有對列舉變數均為正整數 1,調和級數 容易證明這級數是發散的,我們另有 x 是黎曼Zeta函式。H n是調和級數,依p級數判別法,當p 1時級數收斂,收斂到 p 當p...
怎麼算這兩題的斂散性?遇到這種題,步驟是什麼。謝謝 3
予一人 For a sufficiently large it holds that As per Leibniz s test,is convergent.Notice that is certain to be divergent,since it does not satisfy the ne...