Improper Integrals 反常积分
反常积分简单可以分为几种类型
Type I: Infinite Intervals 无限区间
比如,这个图像,我们求对应的面积
这个时候,我们得到和图中差不多的过程
我们可以发现:
同理,我们可以得到类似的结论(最后一个,就是上面的结果):
Definition of an Improper Integral of Type 1 (1型的反常积分的定义 )
大体(其中一种)也就是这样:(也就是是 convergent 收敛的)
图像大体会为:
例子
一些例子
例子1
这里,我们具体收敛与否,只需要看一下对应的面积是否有极限
我们得到对应的面积是无穷大的, 就知道对应的 improper integral 反常积分, 不收敛
例子2
我们可以根据前面的定义,得到写法:
我们设 u = x , v = e^x
可以简单用 部分积分 化简:
对应的一项,再用 罗必塔法则 上下求导,得:
这个时候,整体为:
例子3
这样的,上面也提到过
需要在中间 去一点,分别求两边极限的积分,这里取0这一点:
右边:
左边类似,这时候两边一起为:
所以:
对应的图像,为:
Type 2: Discontinuous Integrands 类型2:不连续被积函数
有的时候,对应的积分,不连续(可以通过竖线法则, 看能不能每个点都可以取到y值)
例如上面这样的,都是连续的
但是,下图就是例外(不连续,就不扯了)
对应的定义为:
大体就是 :
对应的描述, 极限存在就是收敛, 否则不收敛的判断
还有 对应值的求值方法
例子5
先注意,x=2是没有意义的,所以 x=2这块为开区间
我们求积分,可得:
也就是左图的面积:
例子6
判断是否收敛,我们只要求对应的积分,看极限是否存在
我们求值,可得:
所以,不收敛
A Comparison Test for Improper Integrals 反常积分的比较测试
自己大体理解为:
大的收敛,小的一定收敛
小的不收敛,大的一定不收敛
例子10
当存在不好求的地方,我们可以找一个对比
我们知道 1/x 不收敛,而
从而,得出, 这个长的式子是 不收敛的