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在一些实际问题中,我们常遇到积分区间为无穷区间,或者被积函数在积分区间上具有无穷间断点的积分,它们已不属于前面我们所学习的定积分了。为此我们对定积分加以推广,也就是———广义积分。
一:积分区间为无穷区间的广义积分
设函数f(x)在区间[a,+∞)上连续,取b>a.如果极限
存在,
则此极限叫做函数f(x)在无穷区间[a,+∞)上的广义积分,
记作: ,
即: = .
此时也就是说广义积分 收敛。如果上述即先不存在,则说广义积分 发散,此时虽然用同样的记号,但它已不表示数值了。
类似地,设函数f(x)在区间(-∞,b]上连续,取a<b.如果极限
存在,
则此极限叫做函数f(x)在无穷区间(-∞,b]上的广义积分,
记作: ,
即: = .
此时也就是说广义积分 收敛。如果上述极限不存在,就说广义积分 发散。
如果广义积分 和 都收敛,则称上述两广义积分之和为函数f(x)在无穷区间(-∞,+∞)上的广义积分,
记作: ,
即: =
上述广义积分统称积分区间为无穷的广义积分。
例题:计算广义积分
解答: |
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二:积分区间有无穷间断点的广义积分
设函数f(x)在(a,b]上连续,而 .取ε>0,如果极限
存在,则极限叫做函数f(x)在(a,b]上的广义积分,
仍然记作: .
即: = ,
这时也说广义积分 收敛.如果上述极限不存在,就说广义积分 发散。
类似地,设f(x)在[a,b)上连续,而 .取ε>0,如果极限
存在,
则定义 = ;
否则就说广义积分 发散。
又,设f(x)在[a,b]上除点c(a<c<b)外连续,而 .如果两个广义积分 和 都收敛,
则定义: = + .
否则就说广义积分 发散。
例题:计算广义积分 (a>0)
解答:因为 ,所以x=a为被积函数的无穷间断点,于是我们有上面所学得公式可得:
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