S3瑕积分的性质与收敛判别瑕积分的性质与收敛判别,与无穷积分的性质与收敛判别相类似.因此本节内容大都是罗列出一些基本结论,并举例加以应用,而不再进行重复论证前页后页返回
前页 后页 返回 瑕积分的性质与收敛判别, 与无穷积 §3 瑕积分的性质与收敛判别 内容大都是罗列出一些基本结论, 并举 分的性质与收敛判别相类似. 因此本节 返回 例加以应用, 而不再进行重复论证
定理11.7(瑕积分收敛的柯西准则)[f(x)dx(瑕点为a)收敛的充要条件是瑕积分任给 >0,存在8>0,当 u,u, (a,a+8)时,I" f(x)dx- I" f(x)dx -" (x)dx <8.证设 F(u)=[" f(x)dx,ue(a,b),则 [ f(x)dx收敛的充要条件是limF(u)存在.由函数收敛的?柯西准则,此等价于Vε>0,3S>0.V u,u, E(a,a+), F(u)-F(u,)<s,后页返回前页
前页 后页 返回 定理11.7 (瑕积分收敛的柯西准则) 2 1 2 1 ( )d ( )d ( )d . b b u u u u f x x f x x f x x − = ( )d ( ) b a f x x a 瑕积分 瑕点为 收敛的充要条件是 证 ( ) ( )d , ( , ), ( )d b b u a F u f x x u a b f x x = 设 则 lim ( ) . u a F u 收敛的充要条件是 → + 存在 由函数收敛的 1 2 1 2 + − u u a a F u F u , ( , ) ( ) ( ) , , 1 2 任给 + 0, 0, , ( , ) 存在 当 u u a a 时, 柯西准则,此等价于 0, 0
I" (x)dx-I" f(x)dx -1" (x)dxl<8.即性质1设函数f 与f,的瑕点同为x=a,k,k,告[ f,(x)dx 和[ f,(x)dx都收敛,则为任意常数,若(k,f,(x)+ k,f;(x)dx也收敛,且['(kf(x)+k,f,(x)dx= k ' f(x)dx + k, J, f,(x)dx.性质2 设函数f的瑕点x=a,若ce(a,b),则[, f(x)dx与[. f(x)dx同时收敛或同时发散,且前页后页返回
前页 后页 返回 2 1 2 1 ( )d ( )d ( )d . b b u u u u f x x f x x f x x − = 即 性质1 1 2 1 2 设函数 f f x a k k 与 的瑕点同为 = , , 1 1 2 2 ( ( ) ( ))d , b a k f x k f x x + 也收敛 且 1 2 , ( )d ( )d , b b a a f x x f x x 为任意常数 若 和 都收敛 则 1 1 2 2 ( ( ) ( ))d b a k f x k f x x + 1 1 2 2 ( )d ( )d . b b a a = + k f x x k f x x 性质2 设函数 f x a c a b 的瑕点 = , ( , ), 若 则 ( )d ( )d , b c a a f x x f x x 与 同时收敛或同时发散 且
I' (x)dx=1' f(x)dx+ ' f(x)dx性质3 设函数 f的瑕点为x=a,f在(a,bl的任一闭区间[u,b] (u>a)上可积,则 ["f(x)|dx 收敛时,[' (x)dx ≤ 'f(x)]dr.[' f(x)dx 也收敛,且定理11.8(非负函数瑕积分的判别法)若定义在(a,bl上的非负函数f(x),在任意闭区间f(x)dx收敛的充要条件[u,b] (u>a)上可积,则后页返回前页
前页 后页 返回 ( )d ( )d ( )d . b c b a a c f x x f x x f x x = + 性质3 设函数 f x a f a b 的瑕点为 = , ( , ] 在 的任一 , ( ) , ( ) d , b a u b u a f x x 闭区间 [ ] 上可积 则 收敛时 ( )d , ( )d ( ) d . b b b a a a f x x f x x f x x 也收敛 且 定理11.8 (非负函数瑕积分的判别法) 若定义在( , ] ( ), a b f x 上的非负函数 在任意闭区间 [ , ] ( ) , ( )d b a u b u a f x x 上可积 则 收敛的充要条件
r' f(x)dx<M.是:存在 M,对任意ue(a,bl,定理11.9(比较法则)设定义在(a,bl上的两个非负函数f与g,瑕点同为x=a,在任何[u,blc(a,bl上都可积,且满足f(x)≤g(x), xe(a, bl则当[g(x)dx 收敛时,[ f(x)dx 必定收敛; f(x)dx发散时, g(x)dx必定发散后页返回前页
前页 后页 返回 ( , ], ( )d . b u M u a b f x x M 是 :存在 ,对任意 定理11.9 (比较法则) 设定义在( , ] , a b f g 上的两个非负函数 与 瑕点同 为 x a u b a b = , [ , ] ( , ] 在任何 上都可积,且满足 f x g x x a b ( ) ( ), ( , ]. ( )d , ( )d ; b b a a g x x f x x 则当 收敛时 必定收敛 ( )d , ( )d . b b a a f x x g x x 发散时 必定发散