瑕積分

瑕積分 (improper integral)是高等數學中微積分的一種,是被積函式帶有瑕點的廣義積分。

定義

瑕點

瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分

如果函式在的任一鄰域內無界,則稱點為的一個瑕點。例如,是的瑕點;是的瑕點。

定義1

瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分

設函式f(x)在(a,b]上連續,點a為f(x)的瑕點.取t>a,如果極限存在,則稱此極限為函式f(x)在(a,b]上的反常積分。瑕積分仍然記作。

定義2

瑕積分 瑕積分

設函式f(x)在[a,b)上連續,點b為f(x)的瑕點。取t<b,如果極限存在,則稱此極限為函式f(x)在[a,b)上的反常積分 。

定義3

瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分

設函式f(x)在[a,b]上除點c(a<c<b)外上連續,點c為f(x)的瑕點。如果兩個瑕積分與都收斂,則定義。

定理和性質

定理

瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分

瑕積分(瑕點為)收斂的充要條件是:任給存在,只要,總有

瑕積分 瑕積分

性質1

瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分

設函式與的瑕點同為,、為常數,則當瑕積分與都收斂時,瑕積分必定收斂,並有

瑕積分 瑕積分

性質2

瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分

設函式的瑕點為,在的任一內閉區間(a,b]上可積。則當收斂時也必定收斂,並有

瑕積分 瑕積分

性質3

瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分

設函式的瑕點為為任一常數.則瑕積分與同斂態,並有

瑕積分 瑕積分

收斂判別法

瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分

當收斂時,稱為絕對收斂。稱收斂而不絕對收斂的瑕積分是條件收斂,判別瑕積分絕對收斂的比較法則如下 :

瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分
瑕積分 瑕積分

( 比較法則) 設定義在(a,b]上的兩個函式與,瑕點同為,在任何[u,b]上都可積,且滿足,則當收斂時,必定收斂(或當發散時,亦必發散)。

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