2 无穷积分的性质

则当∫gdr收敛时，∫。fxdr亦收敛：-当∫。frdr发散时，∫。gdr亦发散，-证若」。gxdr收敛， M>0,Hu∈[a,+o,-Jgxd≤M.-因此jfxdr≤JgxdrsM.-由非负函数无穷积分的判别法， 。fxdr收敛，-第二个结论是第一个结论的逆否命题，因此也成立.-前页-后页-返回
§2无穷积分的性质及收敛判别-本节讨论无穷积分的性质，并用这些-性质得到无穷积分的收敛判别法。-一、无穷积 的性质-二、非负函数无穷积分的收敛判别法-三、一般函数无穷积分的收敛判别法-前页-后页-返回
一、无穷积分的性质-定理11.1（无穷积分收敛的柯西准则）无穷积分-。fxdr收敛的充要条件是：Vc>0, ≥a,-当山1，山2>G时，-foeJfxwarfearke-证设Fw=∫fxdr,u∈[a,+o,则fx r-收敛的充要条件是存在极限imFu.由函数-L→+00-极限的柯西准则，此等价于-前页-后页-返回
ii由lim-fx=+0,存在G>a,使r>G,有-x0gx-fx>1,-8x-即fx>g,x∈[G,+o 因此由」gxdr发散-可推得∫fxdr发散.-推论2设f是定义在[a,+oo上的非负函数，在任何-有限区间 a,w上可积.-若fspn则ar收数-前页-后页-返回
若fp≤则fwdr发敢-推论3设f是定义在[a,+o上的非负函数，在任何有-限区间[a,u]上可积.若im 'fx=2,则-X→+00-当p>l,0≤<+o时，fxdr收敛：-田当p≤1,0<≤+oo时，fxdr发 .-说明：推论3是推论2的极限形式，读者应不难写-出它的证明-前页-后页-返回

x → −∞
则有类似牛 – 莱公式的计算表达式 :
∫a
+∞
f ( x ) dx = F ( x )
= F (+∞ ) − F (a ) = F (b) − F (−∞ ) = F (+∞) − F (−∞)
8
∫−∞ f ( x) dx = F ( x) ∫−∞ f ( x) dx = F ( x)
+∞
∫
+∞
a
f ( x)dx = lim
u →+∞ a
∫
u
f ( x)dx.
4
例1. 求曲线
和直线
及 x 轴所围成的开口曲
边梯形的面积。 解： 面积的含义可理解为Βιβλιοθήκη A=∫+ ∞ dx
1 y= 2 x
A
b
1
x
2 b
1 dx A = lim ∫ 2 = lim − b → + ∞ x 1 b→ +∞ 1 x 1 = lim 1 − = 1 b → + ∞ b
u →+∞ a
lim
∫
u
f ( x)dx = J ,
(1)
则称此极限J为函数 f ( x)在 [a, +∞) 上的无穷限反常积分 (简称无穷积分), 记作
并称
∫
+∞
J =∫
+∞
a
f ( x)dx,
+∞
a
f ( x)dx, 收敛.
如果极限(1)不存在, 称 即：
∫
+∞
∫
a
f ( x)dx 发散.
a
f ( x)dx = lim

y= 1 x2
0
1
b
x
二、两类反常积分的定义. 两类反常积分的定义
定义1: 定义 设函数 f (x)定义在区间[a, +∞)上, 且在任何 有限区间[a, u]上可积，如果存在极限
u →+∞ a
lim
∫ f ( x )dx = J
u
则称此极限为函数 f (x)在无穷区间[a, +∞)上 (x) [a, +∞) 的无穷限反常积分, 记作
u2
u 1
f (x)d <ε. x
２，比较原则
设定义在[ a,+∞)上的两个函数f和g都在任何有限区间上可积，
且满足
f (x ≤g(x x∈ a+ ) ) ), [, ∞
定理11.2（比较原则） （比较原则） 定理
设定义在[ a,+∞)上的两个函数f和g都在任何有限区间上可积，
[, ∞ 且满足 f (x) ≤g(x), x∈ a+ ) 则
若 g(x d 收 ，则 ∫ )x 敛 ∫
a
+ ∞
+ ∞
a
f (x d 收 ; ) x 敛
若 ∫
例1 : 讨论 ∫
+∞ 0
+ ∞
a
f (x d 发 ，则 g(x d 发 . ) x 散 ∫ )x 散
a
+ ∞
sin x dx的收敛性. 2 1+ x
a sin x x +b
3 2
例 2 : 讨论 ∫
+∞
a
+∞
a +∞
[k1 f1 ( x) + k 2 f 2 ( x)]dx也收敛， 且 [k1 f1 ( x) + k 2 f 2 ( x)]dx = k1 ∫

微积分中的定积分与反常积分——微积分知识要点微积分是数学中的一个重要分支，主要研究函数的变化率和积分。

定积分与反常积分是微积分中的两个重要概念，本文将重点介绍这两个概念及其在微积分中的应用。

一、定积分的概念与性质定积分是微积分中的一个重要概念，表示函数在一定区间上的累积变化量。

定积分的计算可以通过求导的逆运算——不定积分来实现。

定积分的计算公式为：∫(a到b) f(x)dx其中，f(x)为被积函数，a和b为积分区间的端点。

定积分的结果是一个数值。

定积分具有以下几个重要性质：1. 定积分的值与积分区间的选取无关，只与被积函数有关。

这是定积分在实际应用中的重要特性。

2. 定积分可以表示函数曲线与x轴之间的面积或有向面积。

当被积函数为正时，定积分表示曲线所围成的面积；当被积函数为负时，定积分表示曲线下方的有向面积。

3. 定积分具有线性性质，即对于两个函数f(x)和g(x)，以及常数k，有以下公式成立：∫(a到b) [f(x) + g(x)]dx = ∫(a到b) f(x)dx + ∫(a到b) g(x)dx∫(a到b) k·f(x)dx = k·∫(a到b) f(x)dx这些性质使得定积分在微积分中具有广泛的应用。

二、反常积分的概念与分类反常积分是指在积分区间上，被积函数存在某些特殊点或者函数在无穷远处趋于无穷或趋于零的情况下，定积分的计算方法。

反常积分可分为以下两类：1. 第一类反常积分：积分区间的一个或两个端点为无穷大或无穷小。

对于这类反常积分，需要对积分区间进行适当的变换，将其转化为有限区间上的定积分。

2. 第二类反常积分：被积函数在积分区间上存在无界或间断点。

对于这类反常积分，需要分别讨论无界点和间断点的情况，进行特殊处理。

反常积分的计算需要注意收敛性与发散性的判断，只有在积分收敛的情况下才能得到具体的数值结果。

三、定积分与反常积分的应用定积分与反常积分在微积分中具有广泛的应用。