积分审敛法是什么(反常积分的审敛法重要吗)

百问百答 考研百科 2024年10月11日 01:14:41 12 0

积分审敛法,简单说,就是判断一个积分是否收敛的方法,这玩意儿对处理反常积分特别重要,因为反常积分就是那些不按常规出牌的积分,比如分母为0的点,或者积分区间无限大,那我们怎么知道这些积分是收敛还是发散呢?这时候,积分审敛法就派上用场了。

举个例子,我们来看一个常见的反常积分:∫(1/x)dx,从1到正无穷,这个积分的被积函数在x=1处不连续,而且积分区间还是无限大的,如果我们直接计算这个积分,会发现它是一个无限大的值,这显然不是我们想要的结果,这时候,我们就可以用积分审敛法来判断这个积分是否收敛。

积分审敛法是什么(反常积分的审敛法重要吗)

具体来说,我们可以将这个积分分成两部分来计算:∫(1/x)dx,从1到2,和∫(1/x)dx,从2到正无穷,第一部分的积分是收敛的,因为它的积分区间是有限的,而第二部分的积分,我们可以通过比较判别法来判断它是否收敛,我们发现,当x大于等于2时,1/x总是小于等于1/2,第二部分的积分不会超过1/2乘以无穷大,也就是无穷大,我们可以得出结论,这个积分是发散的。

再举一个例子,我们来看一个更加复杂的反常积分:∫(x^2/(x^4+1)^2)dx,从0到正无穷,这个积分的被积函数在x=0处不连续,而且积分区间也是无限大的,我们可以用积分审敛法来判断这个积分是否收敛。

我们发现当x大于等于1时,x^2总是小于等于x^4,所以x^2/(x^4+1)^2总是小于等于1/(x^4+1),而1/(x^4+1)的积分是收敛的,因为它可以被1/x^4的积分所控制,而1/x^4的积分是收敛的,我们可以得出结论,这个积分也是收敛的。

积分审敛法是我们处理反常积分的利器,它可以帮助我们判断一个积分是否收敛,只要我们掌握了这个方法,就能轻松应对各种复杂的反常积分。