Файл: Смирнова Т.А. Определенный интеграл и его приложения.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 31.07.2024

Просмотров: 137

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

-

67

-

 

 

 

т а к

 

 

 

 

т . е .

 

 

 

 

а

 

 

 

 

6

 

 

 

 

ОО

 

 

 

 

 

 

 

Если рассматриваемый предел существует, то и соот­

ветствующий

несобственный

интеграл

с у щ е с т в у е т

или,

как говорят,

с х

о

д

и т с я .

 

 

 

 

Если же этот предел не существует, то и несобствен­

ный

интеграл

н е

с

у

щ

е с т в у е

т

или

р а с -

X о

д и т о

я .

 

 

 

 

 

 

 

а.

если он сходится, выражает площадь (неограниченной) бес ­

и

криволинейной трапеции при

ѵ ~*"

Аналогично определяется

несобственный интеграл

У

\.t[x)dx

— ОО

- в о — е — а

s

для функции непре­ рывной при

- о а <:

Пусть, наконец, функция

непрерывна при всех


- 68 -

значения X тогда

с

где С

- любое число.

 

 

Несобственный интеграл

 

называется

-ОО

сх о д я щ и м с я если сходятся оба интеграла, стоя ­

щие

в

правой части,

и

- р а с х о д я щ и м

с

я ,

если

хотя

бы один из

них

расходится.

 

 

 

 

 

Легко видеть, что

выбор С

безразличен

и

не

влияет

на сходимость или расходимость интеграла и на

его

числен­

ное

значение в

случае

сходимости.

 

 

 

 

 

Можно также

писать

 

 

 

 

 

причем а

и

S

не

зависят

друг от друга .

Если

обозначить

через

первообразную для

'X/

I то

условно

пишут:

 

Ь

— ОО


- 69 -

где

 

 

 

 

Ф(*~)=&*и

Ф(Х)

и

ф ( - « « / = Ф / і - ;

Примеры. I ) . Г ±[1{х=Ыъ

 

\ jp=tiM

[~Т*1) = 1

Интеграл

сходится

и равен I .

 

Геометрически :

1

площадь

 

J

0

полоски

 

 

 

 

 

на чертеже равна I .

Интеграл расходится. Геометрически : Площадь полоски под

гиперболой с увеличе­

нием

X

неограниченно увеличивается.

ИНТЕГРАЛЫ ОТ НЕОГРАНИЧЕННЫХ ФУНКЦИЙ

Пусть

функция

определена

и непрерывна при

О-^ X < I)

,

а

при

X — ( с л е в а )

монет прини­

мать как угодно большие значения.

 

 

-

70

 

 

 

 

 

 

 

 

этом

с л у ч а е

интегтіл

J

£(9c)dx,

 

 

называется

несобственным

и определяется

равенствоы:

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а.

 

 

 

 

 

a.

 

 

 

 

 

Если, предел,

стоящиЯ

справа,

 

 

 

 

существует,

то

несобствен­

 

 

 

 

ный интеграл

называется

 

 

 

 

с х о д я щ и й с я ,

в

 

 

 

 

противной

случае

-

р а с ­

 

 

 

 

х о д я щ и м с я .

 

 

 

 

 

Аналогичный

образом

опре­

деляется несобственный интеграл,

если функция

£

ІЗс)

неограничена

вблизи

точки

CL

 

I

 

 

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(ж J

 

 

 

а

 

. ь

 

fd ) , в ок­

 

 

sT

t-*+o

a.fc

Если функция

 

 

ки

С

(

a<Cïb

 

непрерывна

в

интервале

 

 

.êj

 

 

 

 

за исклвчением некоторой точ­

 

 

 

 

рестности

которой

она .

 

 

 

 

неограничена,

то

несобствен­

 

 

 

 

ный

интеграл

определяется

 

 

 

 

равенством:^

 

 

 

6


Интеграл ^£[х)сІ£

называется

с х

о д я щ и м с я

если

сходятся

оба

интеграла,

стоящие

справа,

и - р а с х

д я

щ и м с я ,

если расходится хотя бы один

из них.

 

'

+1

 

 

0

 

*

 

Примеры. I ) .

[

4 ^ х

=

\ 1L=rdx^

 

~ = ö ( . T -

 

 

.]_ ffx^

 

yLitr

 

 

ііТз?

 

 

 

 

 

 

lim

f

-Â====ê dx+

 

 

 

 

 

 

£-»<o

J

1І-Х

 

 

 

 

 

 

 

t - t t

 

 

 

 

 

+ lim f

- ^ Ц

U

-i 0 t

tj -no

2 ) .

-1

- « , 0 £ Г

1

Интеграл расходится.


72

Если бы мы стали вычислять заданный интеграл, не

{

обращая внимания на разрыв подинтегральной функции -у

при

Х-0

,

то получили бы неверный результат:

 

 

 

1

=

- f * - - 4 - ) - 2 ' .

что

невозможно,

т . к .

-j-s

воюду положительна.

ЁАСШ50. Поди, к neч. 15-12-72. З э к . 142-73. Т.2Ь0 Цѳчз Iii исп Рот<Зіфѵ:га ;t J И